8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Давление газов в выхлопной системе дизельного двигателя

Система ЕГР в дизельном двигателе что это такое

В связи с повышенными требованиями экологов к дизельным и карбюраторным двигателям, с целью снижения уровня оксидов азота в выхлопных газах, применяется система рециркуляции ЕГР (EGR — ExhaustGasRecirculation). В соответствии с различными требованиями, выдвигаемыми стандартами, отслеживающими токсичность отработавших газов, система ЕГР в дизельном двигателе имеет несколько разновидностей:

  • EGR высокого давления.
  • Система низкого давления.
  • Комбинированная система ЕГР.

Основные задачи, преследуемые системой ЕГР

При использовании клапана системы часть газов, отработавших цикл, возвращается через впускной коллектор для последующего сжигания. При этом силовые агрегаты работают более мягко и плавно, в бензиновых моторах отмечается ощутимое снижение уровня детонации.

Преимущества применения рециркуляционной системы:

  • Улучшение эксплуатационных показателей дизельных и бензиновых ДВС.
  • Снижение расхода горючего.
  • Уменьшение токсичности выхлопных газов.

    Процесс образования вредных оксидов под воздействием высоких температур состоит из следующих этапов:

    Возврат во впускной коллектор части отработавших газов способствует заметному снижению температуры сгорания топливных смесей. С понижением температуры происходит уменьшение интенсивности возникновения азотных оксидов.

    При попадании в камеру сгорания газов, прошедших полный цикл, не нарушает количественный баланс основных компонентов, участвующих в создании топливно-воздушныхсмесей, мощностные показатели силовых агрегатов не изменяются при работе в различных режимах, топливо экономится.

    Функции клапана рециркуляции газов

    Клапан ЕГР в дизельном двигателе является основным элементом системы рециркуляции. На его работе основано функционирование всей системы. При помощи данного устройства отработавшие газы частично входят в коллектор для перемешивания с поступающим воздухом. Увеличение количества кислорода в камере приводит к возрастанию температуры сгорания рабочей смеси. Добавленные отработавшие газы позволяют уменьшить процент содержания кислорода, что способствует снижению рабочей температуры и количества азотных оксидов в выхлопных газах.

    Принцип работы клапана ЕГР

    Функционирование клапана основано на взаимодействии с устройством ЭБУ и датчиков. Рассмотрим, как ведет себя ЕГР в различных ситуациях.

    • Прогрев. Во время прогрева в цилиндры поступает обогащенная смесь, что в данном случае является излишним. Датчики считывают это и передают информацию на ЭБУ. Блок, в свою очередь, приоткрывает ЕГР и впускает немного отработавших газов (ОГ) обратно в цилиндр. В результате топливная смесь обедняется, поскольку в ней понижается количество кислорода.
    • Постоянные обороты. При стабильной работе мотора на постоянных оборотах (например, на круиз-контроле) ЭБУ также дает команду на открытие клапана. Отработавшие газы начинают поступать в цилиндры, смесь обедняется. Это делается с целью экономии топлива и для снижения выбросов в атмосферу.

    Как можно заметить, принцип работы узла довольно прост.

    Особенности дизельных и карбюраторных клапанов ЕГР

    Работа клапановEGR в дизельных и бензиновых двигателях имеет определенные отличия. В дизельных силовых агрегатах устанавливается клапан, открывающийся на холостом ходу, при этом количество впускаемого свежего воздуха уменьшается вдвое. При увеличении нагрузок на мотор ЕГР впускает меньше отработанных газов, при пиковых нагрузках клапан закрывается. Закрывание клапана происходит также и при прогреве дизеля.

    Клапан EGR, установленный на бензиновом движке, при холостых оборотах и до достижения максимального крутящего момента находится в закрытом положении. При малых и средних нагрузках ЕГР впускает менее 10% кислорода.

    Предназначение элемента

    Название детали происходит от английской аббревиатуры Exhaust Gas Recirculation. В дословном переводе это означает «рециркуляция выхлопных газов». Данная деталь перенаправляет часть выхлопных газов во впускной коллектор. На практике подобная рециркуляция дает несколько положительных эффектов в современных автомобилях:

    • минимизируется уровень выброса оксида азота;
    • повышение уровня точности контроля отработанных газов;
    • снижение детонации мотора;
    • ускоренное прогревание тракта, что особо актуально в зимний период.

    Клапан ЕГР устанавливается как на бензиновые, так и на дизельные моторы. В машинах выпуска до 2000 года отказ клапана не привносил каких-либо конкретных неудобств, а многие автомобилисты даже преднамеренно отключают его. Об это мы поговорим позже. Стоит отметить, что клапан EGR не работает постоянно. Эта деталь находится в бездействующем состоянии при холодном (непрогретом) моторе, на холостом ходу, когда заслонка полностью открыта. Теперь вы знаете, для чего нужен клапан ЕГР на дизеле и бензине.

    Принцип действия системы рециркуляции

    Принцип работы системы рециркуляции — замкнутый контур. Клапан ЕГР управляется за счет электрического контроллера или электронно пневматическим методом. При первом решении система получает данные на контроллер двигателя внутреннего сгорания со специального датчика. Во втором варианте клапан EGR на основании данных регулируется в зависимости от показаний, полученных с датчиков давления впускного коллектора, массового расхода воздуха, температуры впускаемого воздуха.

    При улучшенной конструкции силовых агрегатов, где отработавшие газы усиленно охлаждаются при рециркуляции, клапан ЕГР встроен внутрь системы охлаждения. При этом несмотря на более сложную конструкцию системы, количество оксидов снижается намного эффективнее.

    В процессе эксплуатации моторов, оснащенных клапаномEGR, выявляются следующие преимущества:

    • В бензиновых двигателях в районе расположения дроссельной заслонки наблюдается уменьшенный перепад давления.
    • Снижение температуры приводит к уменьшению детонаций, что позволяет применять более ранний момент зажигания, улучшающий моментные характеристики ДВС.
    • В работе дизеля с EGR появляется мягкость, снижается уровень шума на холостых оборотах, благодаря уменьшенному содержанию кислорода при сгорании топливной смеси.

    Чистка клапана

    Для очистки нам понадобиться: набор гаечных ключей (возможно даже понадобиться торцевой) и отверток, средство для очистки карбюратора, ветошь и резьбовой герметик. Также необходимо будет определить тип установленного клапана (см. текст статьи выше): пневматическому необходима в очистке седла и штока, а электрическому – фильтра, защищающего вакуумную камеру от попадания инородных предметов.

    Ремонт проводят в следующем порядке:

    1. Обесточиваем бортовую сеть автомобиля (снимаем отрицательную клемму с АКБ).
    2. Открываем руководство по эксплуатации и смотрим где находится клапан EGR.
    3. Выяснив, где стоит клапан, ослабляем хомуты, крепящие патрубки и отсоединяем их от клапана.
    4. Снимаем устройство. Требуется проявить осторожность с крепежом, он легко может улететь в подкапотное пространство!
    5. Далее необходимо снять клапан и на некоторое время (около 5 минут) опустить его в средство для чистки карбюраторов.
    6. Далее провести сборку и установку.
    • при монтаже прокладка ЕГР заменить на новую;
    • на резьбовые соединения термоклапана нанести резьбовой термостойкий герметик, и обязательно затяжку резьбовых соединений осуществлять с тем крутящим моментом, который прописан в руководстве по эксплуатации.

    Системы рециркуляции дизельных двигателей

    Для обеспечения соответствия дизельных двигателей нормам Евро 4 их оборудуют клапанами EГР высокого давления. Согласно международным нормам допустимое количество азотных оксидов в отработавших газах должно составлять не выше 0,25 г/км.

    В чем заключается отличие двухтактного двигателя от…

    Как выбрать автомобильный компрессор для подкачки шин

    Что лучше, шипованная или нешипованная зимняя резина? Что…

    Принцип работы системы рециркуляции состоит в отборе отработавших газов перед входом в турбину, перенаправляя их в специальный канал, ведущий к впускному коллектору.

    Система рециркуляции состоит из следующих элементов:

  • Клапан ЕГР.
  • Электрический или пневматический привод.
  • Патрубки, служащие для транспортировки газов.

    Из выпускной системы клапан EGR забирает часть отработавших газов и направляет их на впускной коллектор.

    Для работы клапана пневматического вида создается разрежение в районе впускного коллектора бензинового силового агрегата. В дизелях разрежение воздуха происходит благодаря работе вакуумного насоса. Вследствие образовавшегося вакуума происходит срабатывание клапана рециркуляции.

    Интенсивность рециркуляции зависит от режима работы двигателя, от перепада давления на впускном и выпускном коллекторах. Впускная система управляет давлением при помощи изменения положения дроссельной заслонки. При низком давлении на впуске заслонка дросселя находится в закрытом положении. Чем больше интенсивность рециркуляции, тем меньший поток отработавших газов, направляемых к турбокомпрессору.

    Активная рециркуляция приводит к падению давления турбонаддува в дизеле, оборудованном системой EGR. При работе дизеля на холостых оборотах, при полном открытии дроссельной заслонки, до полного прогревания мотора и достижения рабочих значений температуры система EGR находится в режиме низкой активности.

    Работу системы ЕГР в дизельном двигателе контролирует электронный блок управления силового агрегата. Клапан начинает свою работу при поступлении управляющего сигнала с ЭБУ, который регулирует открытие дроссельной заслонки в соответствии с показаниями датчика потенциометрического.

    Признаки неисправности

    Поломка клапана может привести к неблагоприятным последствиям, поэтому водителям стоит своевременно определять наличие неисправности этой детали. Здесь вам помогут несколько признаков:

    • неустойчивая работа мотора на холостых оборотах;
    • регулярные остановки двигателя и появление детонации;
    • движение рывками и заметные пропуски воспламенений;
    • загорание лампочки «check» на приборной панели.

    Идентифицировать поломку клапана можно с помощью электронного блока управления. Система при диагностике выдаст ошибки. Если их код соответствует P04XX (вместо ХХ число от 00 до 04), то проблема кроется в клапане ЕГР. В техническом руководстве ЭБУ вы можете посмотреть расшифровку для каждой из подобных ошибок. При обнаружении вышеописанных признаков рекомендуем провести компьютерную диагностику (самостоятельно или в специализированном техцентре).

    Системы рециркуляции низкого давления

    Для соответствия требованиям стандарта Евро 5 дизельным двигателям необходимо иметь количество оксида азота в выхлопных газах не выше 0,18 г/км. В таких дизельных моторах установлена система EGR, относящаяся к типу низкого давления. Здесь газы следуют по определенному циклу:

    Читать еще:  Брелок сигнализации старлайн не показывает температуру двигателя
  • Прохождение через сажевый фильтр.
  • Охлаждение в радиаторе.
  • Переход через клапан ЕГР.
  • Проникновение во впускную систему, расположенную у входа в турбину.

    Использование системы EGR, относящейся к виду низкого давления, приводит к появлению следующих положительных факторов:

    • снижается процент содержания сажевых элементов;
    • заметно понижается температура отработавших газов;
    • резко сокращается процентное содержание оксидов азота в выхлопе.

    Прохождение отработавших газов через устройство турбокомпрессора стабилизирует давление турбинного наддува, что способствует сохранению мощности дизельного силового агрегата без потерь.

    Электронный блок управления дизеля следит за интенсивностью процессов рециркуляции посредством следующих устройств:

    • заслонка дроссельная;
    • заслонка клапана рециркуляции;
    • заслонка выпускная.

    Работа всех заслонок обеспечена электрическим приводом. При помощи потенциометрического датчика производится контроль за открытием каждой заслонки на определенную величину в соответствии со специальной программой, зашитой в ЭБУ. При этом отслеживается степень наполнения каждого цилиндра движка, давление турбонаддува и интенсивность действия EGR в каждом рабочем режиме дизельного двигателя.

    Виды клапанов

    Изначально подобные устройства управлялись по принципу разрежения впускного коллектора. С развитием технологий появились пневмоэлектрические модели (стандарты «Евро-2» и «Евро-3»). Самыми совершенными являются полностью электронные клапаны, которые соответствуют стандартам «Евро-4» и «Евро-5». Цифровые клапаны управляются при помощи электронного блока управления (ЭБУ). Категория электронных устройств также делится на 2 группы: клапаны с 2 и 3 отверстиями. Отличия состоят в уровнях рециркуляции. В моделях с 2 отверстиями таких уровней три, а для изделия с 3 отверстиями характерны семь уровней. Плавное регулирование подачи газов выполняется благодаря шаговому электромотору, но такая технология устанавливается только на последних моделях. Отдельные модели EGR дополнительно снабжаются системой охлаждения газов.

    Система рециркуляции комбинированного типа

    Дизельные двигатели, чтобы соответствовать требованиям Евро 6, которые требуют иметь количественный состав оксида азота в выхлопных газах не превышающий 0,08 г/км, оборудованы комбинированной системой рециркуляции.

    Наличие двух обособленных магистралей в конструкции для рециркуляции отработавших газов отличает данную систему от предыдущих вариантов. Одна магистраль — высокого давления, другая — низкого. Принцип работы комбинированной системы напоминает действие системы, применяемой в моторах, соответствующих требованиям Евро 5. В дополнение к этому осуществляется подвод газов из магистрали с высоким давлением, подключающаяся при переходе на определенные режимы работы двигателя.

    Главная задача — это как можно эффективнее снизить уровень азотных оксидов в выхлопных газах.

    Конструкцией комбинированной системы не предусмотрено охлаждениев радиаторе отработавших газов, которые находятся в магистрали высокого давления.

    Тюнинг выхлопной системы.

    Тюнинг выхлопной системы должен быть профессиональным

    Выхлопная система – это часто неправильно понимаемая часть двигателя. Это намного больше, чем просто удалить отработанные газы! Иногда это выглядит очень классно и потрясающе звучит. Ну вы понимаете о чём я.
    При создании выхлопной системы не только для автомобиля, но и любого другого транспортного средства существует ряд требований к конструкции. Современные двигатели внутреннего сгорания стремятся к повышению производительности, уменьшению вредных выбросов и снижению шума.

    Шум контролируется проектированием перегородок и резонаторов, которые способны компенсировать определенные шумовые частоты. Шум от каждой вспышки в цилиндре можно контролировать и настраивать, отражать и гасить потоки друг об друга, пропускать через прокладку (термостойкую вату), которая может поглощать некоторые шумы, а также заставлять резонировать, чтобы обеспечить необходимый звук.

    Класс экологичности – это количество содержания вредных веществ в выхлопе – контролируется катализаторами (Catalytic Converters), которые способны индуцировать химическую реакцию в горячих газах для уменьшения загрязняющих веществ, таких как объединение монооксида углерода (CO) со «свободным» атомом кислорода для получения обычного CO2. Также могут быть уменьшены оксиды азота (называемые группой NOx) и углеводороды. Катализаторы должны быть горячими, чтобы могла происходить химическая реакция. Поэтому нужно было придумать как быстро разогреть катализатор, возникали различные методы быстрого нагрева каталитических нейтрализаторов.

    В некоторых ранних выхлопных системах встраивались электрические нагреватели, ускоряя разогрев катализатора автомобиля до рабочей температуры. В современных выхлопных конструкциях ставят преобразователи (иногда механики катализаторы называют “катки”, если услышите – будете знать о чём речь) как можно ближе к головке цилиндров. Поэтому трубы выпускного коллектора выполнены так, чтобы выхлопные газы с минимальными тепловыми потерями передавались в матрицу катализатора.

    Воздушные насосы управления выбросами также используются в условиях холодного запуска. П ри низких температурах двигателя р асход топлива идет больше, поэтому к нему нагнетается дополнительный воздух в выхлопную систему, чтобы способствовать его сгоранию на матрице катализатора и быстрее нагревая, а также сжигая неиспользуемые углеводороды. Например, насос (Exhaust emission control With air pump) установлен в Volvo V70 оригинальный артикул 9179271. Купить новый насос можно по цене от 17000 до 30000 рублей. Кто желает купить насос артикул 9179271- обращайтесь – найдем самый выгодный вариант.

    Насос дополнительного воздуха Volvo V70. Артикул 9179271

    В дизельных двигателях также использует катализаторы, а часто сажевые фильтры (Diesel Particulate Filters), называемые DPF, FAP. Существуют и другие аббревиатуры производителей, но смысл их тот же. Сажевые фильтры захватывают сажу и золу из потока выхлопных газов и накапливают её в тонкой губчатой ​​матрице. Когда условия правильные, ECU (электронный блок управления) дизельного двигателя активирует методы увеличения температуры выхлопных газов, чтобы сжечь собранную сажу. Делается это не часто, но если фазы регенерации не активируются самостоятельно или при подключении компьютерной диагностики, то фильтр может засориться без шансов на ремонт и придется поменять сажевый фильтр.

    Тюнинг выхлопной системы. Настройка музыки выхлопа.

    Вспомните как выглядит саксофон. А ведь выхлопная труба по принципу действия такой же музыкальный инструмент.

    Красивый звук выхлопа это тоже искусство.

    Как самостоятельно сделать тюнинг (tuning) выхлопной системы, наверное, многие задумывались, а кто-то уже тюнинговал или просто переделывал выхлопную своими руками. Как бы просто это не показалось на первый взгляд, но правильно настроенная выхлопная система автомобиля требует сложных расчётов, правильно подобранных материалов и деталей.

    тюнинг выхлопной системы

    Это вам не гофру глушителя поменять и не катализатор вырезать.

    Прежде чем приступать к переделке выхлопа на своей Subaru, BMW, Audi или Lada Priora, нужно понимать, как в конечном итоге будет работать вся выхлопная система после тюнинга. Для чего вы хотите сделать тюнинг выхлопной системы? Основная цель тюнинга – это настройка выхлопа для увеличения мощности двигателя.

    Первое и самое главное – отсутствие обратного давления выхлопных газов (противодавление). Давление газов в обратную сторону только понижает производительность мотора. Существуют теории, основанные на отмеченных эффектах, что противодавление в выхлопной системе важно, но это не так.

    Для развития мощности, необходимо максимизировать эффективность двигателя. Это достигается увеличением количества протекающего воздуха и топлива. Если выхлопные газы выходят легче, без сопротивления, то возрастает поток топливовоздушной смеси в двигатель, а мощность мотора таким образом увеличивается. Любое обратное давление снижает показатель наполнения цилиндров топливовоздушной смесью. Становится понятным, почему и какой выхлоп самый мощный – самые мощные выхлопные системы полностью открыты начиная от выпускных клапанов, но это конечно не лучший дизайн. И представляете, как дико ревёт такой мотор?! Как выхлоп влияет на мощность, в общих чертах мы разобрались.

    Недостающее звено – настройка выхлопных газов. Это, вероятно, самое близкое по смыслу название для тюнинга выхлопа, поскольку работа ведется с тонами и частотами, как в музыке.

    Итак, что происходит? После каждого воспламенения в цилиндре происходит выброс выхлопного газа. Каждый импульс представляет собой зону высокого давления, окружённую зоной низкого давления. На графике это выглядит как волна, где пик представляет область высокого давления, и прогиб, который ниже средней линии – это область низкого давления. Выхлопные трубы можно сравнить с трубами органа (музыкального инструмента). Для каждого диаметра и длины существует резонансная частота, так же, как и трубы органа разных размеров и диаметров имеют звучание разных высоты и тембра.

    Тюнинг выхлопной системы использует этот резонанс для выпуска отработанных газов.

    Точно настроенный выхлоп не только уменьшает противодавление (обратное давление) до минимальных уровней, но может фактически вытягивать газы из цилиндров!

    При правильном проектировании выхлоп должен быть настроен на резонанс. При этом колебания давления в выхлопе рассчитываются так, чтобы волна низкого давления находилась на выпускном клапане в момент его открытия, вытягивая газы из цилиндра. Такой тюнинг выхлопа невозможно настроить простой переделкой выхлопной системы по принципу – «на глаз». Необходимо проводить аэродинамическое моделирование динамики потоков выхлопных газов, большинство действительно эффективных выхлопных систем именно так и настраиваются.

    Выпускной коллектор является основным компонентом, отвечающим за настройку выхлопа. Длина и диаметр каждой трубы могут быть подготовлены для создания резонансного эффекта в определенном диапазоне оборотов. Стоит отметить, что, если диаметр или длина труб коллектора не изменяется, то резонансный диапазон оборотов двигателя фиксирован. Когда двигатель работает в определенном диапазоне оборотов, на который настроен выхлоп – тюнинг включается в игру. Эффект тюнингованного выхлопа повысит крутящий момент мотора в этом диапазоне частоты оборотов, но при этом может также снизить мощность на других оборотах. Когда тюнингованная выхлопная система изменяется путем добавления различных задних глушителей, резонаторов или труб большего диаметра, настройка может быть нарушена. Аналогичным образом изменится звук, если отрезать последний метр от какой-либо трубы из регистра церковного органа и заменить его более крупной трубой.

    Читать еще:  Чем лучше 414 двигатель

    Если посмотреть, то поражает какие бывают формы и виды выпускных коллекторов, но каждый сделан с целью получить определённый желаемый эффект.

    Часто эти изменения нарушают резонанс и настройку выхлопной системы, что приводит к снижению выходной мощности. Без понимания резонансного эффекта, часто делают неверный вывод о тюнинге выхлопной системы. Поэтому для настройки выхлопа недостаточно сделать своими руками прямоточный выхлоп, который кроме душераздирающего рёва не добавит ни одной лошадиной силы к мощности мотора.

    Профессиональный тюнинг выхлопной системы – это сложный процесс. С массой компромиссов и вариантов настройки, потому что идеального варианта не существует. Прежде чем переделывать выхлопную систему нужно иметь чётко поставленную задачу – зачем нужен тюнинг выхлопной системы. Если для красивого вида и звука, то это больше дизайнерский подход. Если готовить машину к соревнованиям, то опять нужно понимать – это для стрит рейсинга, или для гонок по трассе, или для соревнований в ралли – в этих случаях нужен грамотный технический подход к тюнингу.

    Если вы рассматриваете покупку готовой нестандартной выхлопной системы, вы должны обращать внимание на технические детали применительно к мотору вашего автомобиля. Например, модернизированные первичные трубы выпускного коллектора равной длины или перекрещенные секции X коллекторов V-образного двигателя. Трубы большего диаметра могут изменять звук, но при этом прибавка в мощности маловероятна. Аналогично, выпускные коллекторы из нержавеющей стали, которые повторяют конструкцию оригинала, не будут обеспечивать никаких улучшений, поскольку они не будут принципиально изменять настройку выхлопа. Для настоящего и профессионального тюнинга выхлопной системы имеет значение только расчет потока и резонанса давлений в конструкции.

    Газодизельный двигатель принцип работы

    Газодизельный двигатель. Принцип работы

    На сегодняшний день существует два принципиальных способа установки газового оборудования (ГБО) на дизель.

    Первый — полное переоборудование на стопроцентное питание газом, для чего двигатель подвергается основательной модернизации. Так как октановое число метана, к примеру, достигает 120, то штатная степень сжатия дизельного двигателя для него слишком высока, и чтобы избежать детонации и, как следствие, быстрого разрушения агрегата, ее необходимо снизить до 12:1-14:1. Кроме того, температура самовоспламенения газа составляет около 700 °С против 320-380°С у дизтоплива, потому воспламеняться от сжатия он не может и для его поджига цилиндры необходимо оснастить системой искрового зажигания, как на бензиновых моторах.Разумеется, обратной переделке под дизтопливо такой агрегат не подлежит.

    Есть более простой и дешевый вариант установки ГБО на дизель, основанный на комбинированном режиме питания. Основным здесь по-прежнему является дизельное топливо, однако часть его замещается газом — метаном или пропаном. Дизельное топливо при этом выполняет функцию поджига топливовоздушной смеси — ведь для воспламенения газа, необходим искровой или запальный разряд. Степень замещения основного топлива дополнительным зависит от нагрузки на двигатель и самой топливной аппаратуры — оригинальной дизельной и устанавливаемой газовой. В настоящее время системы ведущих мировых производителей позволяют замещать до 50% дизтоплива в случае с метаном и до 30% — в случае с пропаном.

    Преимущества газодизельных систем

    1) Простота монтажа: комплекты оборудования универсальны, подходят для всех типов дизельных двигателей с электрооборудованием как 12V, так и 24V, включая самые современные, и не требуют разборки и модификации силового агрегата, а переход на исходный дизельный режим возможен в любой момент времени простым нажатием на кнопку переключателя в кабине водителя.

    2) Увеличение КПД и ресурса. Добавка дозы газа повышает мощность и крутящий момент двигателя — с турбонаддувом рост показателей может достигать 30%. При этом двигатель работает заметно тише и эластичнее, а благодаря снижению нагрузки на систему подачи дизельного топлива увеличивается срок службы ее элементов, особенно в случае с непосредственным впрыском Common Rail, работающим с переменным высоким давлением в зависимости как раз от нагрузки.

    3) Экономика и экология. Замещение части дизтоплива газом позволяет до 20% снизить стоимость эксплуатации автомобиля по отношению к стоимости эксплуатации его только на дизельном топливе. А изменение состава и существенное снижение объема отработавших газов улучшает экологические показатели двигателей, уменьшает токсичность и дымность выхлопа и содержание в нем твердых частиц (сажи) настолько, что позволяет отказаться от использования раствора мочевины на агрегатах, отвечающих нормам Евро-4 и Евро-5.

    Почему трудно перевести дизельный двигатель на газ?

    • Температура воспламенения. Если у дизельного двигателя топливо самовоспламеняется при 400 градусах, то газ горит при 700 и выше. И неважно, метан это или пропан-бутан.
    • Отсутствие свечей. Какой бы степень сжатия ни была в дизельном двигателе, ее не хватит, чтобы разогреть газовую смесь до температуры самовоспламенения. Поэтому без установки сторонних свечей зажигания не обойтись.
    • Октановое число. У дизельного топлива ОЧ составляет 50 единиц. У газа – не менее 102. Если такое топливо попадет в дизельный двигатель, он уйдет вразнос (это неконтролируемая работа мотора на высоких оборотах). Способов решения проблемы несколько. Это коррекция степени сжатия, либо уменьшение октанового числа газовой смеси.

    Методы установки

    • С полной переделкой двигателя.
    • С внедрением системы Dual Fuel.

    Полная переделка

    Дизельный двигатель полностью переделывается на газ. После такого вмешательства он будет работать только на газу.

    Чтобы агрегат не пошел вразнос, корректируют его степень сжатия. Она составляет около 12:1. Только так мотор может «переварить» топливо с высоким октановым числом. Далее устанавливается система поджога смеси. Каких-либо особых механизмов здесь нет. Для поджога используются обычные свечи, как и на бензиновых моторах.

    Недостаток такой переделки в высокой стоимости комплекса работ и снижении мощности мотора и крутящего момента.

    Система Dual Fuel

    Это комбинированная система подачи топлива, устанавливаемая на некоторых моделях МАЗ и КАМАЗ. На данный момент это самый дешевый, правильный и легкореализуемый вариант. Здесь нет необходимости в установке свечей зажигания. Чтобы воспламенить метан (или пропан-бутан), используется само дизельное топливо. Основные состовляющие — газовый редуктор, шланги и магистрали, а также баллоны для хранения топлива.

    Как это работает?

    Запуск двигателя осуществляется только на дизельном топливе. После этого в ход идет газовый редуктор. Он подает смесь в камеру сгорания через впускной клапан. Газ идет вместе с кислородом. Наряду с этим в камеру попадает небольшая порция дизеля. Когда поршень почти достигает верхней мертвой точки, дизельное топливо воспламеняется. Его температура составляет около 900 градусов. Этого достаточно для самовозгорания метана или пропана. Таким образом, в камере горит сразу два вида топлива. КПД у такого мотора неизменный, за исключением того, что порция дизеля на порядок уменьшается.

    Какой газ можно поставить на дизельный двигатель? Установить можно как пропановую систему, так и метановую. Но здесь есть подводные камни. Если говорить о пропане, его процент содержания в смеси относительно небольшой – до 50 процентов. В случае с метаном, используется до 60 процентов газа. Таким образом, порция подаваемого в камеру дизеля уменьшается. Это положительно сказывается на экономии. Но полностью ограничить подачу дизеля нельзя. Иначе такая смесь просто не воспламенится без посторонних источников.

    Для дизельных двигателей газовое топливо не получило широкого распространения в силу того, что газ физически не может воспламеняться при той температуре, которую имеет сжатый воздух в цилиндрах дизеля с нормальной степенью сжатия. Просто подвести газ к камерам сгорания недостаточно. Газ не воспламенятся сам по себе от сжатия, так как его температура самовозгорания (460. 480 ˚С) примерно в полтора раза выше чем у дизельного топлива (300. 320 ˚С). Поэтому при переводе дизеля на газ даже теоретически невозможно использовать одно только газовое топливо без принудительного его воспламенения.

    Технически любой дизельный двигатель можно переоборудовать для работы с газобаллонным оборудованием — как на нефтяной пропанобутановой смеси, так и на природном метане, без использования запальной порции дизельного топлива. Но модернизация дизельного двигателя для работы на одном лишь газовом топливе потребует радикальных изменений штатной системы питания дизеля и использования системы зажигания. Необходимо демонтировать топливную аппаратуру, и вместо нее установить систему зажигания. Форсунки меняются на свечи зажигания, и после этого монтируется газобаллонное оборудование. Газ при помощи дозатора поступает во впускной коллектор и двигатель будет работать на газовом топливе. Но после таких переделок многие преимущества дизеля теряются.

    Выгодно ли это?

    Если бензиновый мотор полностью работает на газу, стоимость затрат на топливо уменьшается ровно в два раза.

    Читать еще:  Эвотек двигатель что это

    При благоприятных условиях, окупаемость ГБО на дизеле наступит через 70-100 тысяч километров. И только после этого пробега вы начнете экономить. Вот почему газ на дизельный двигатель ставят лишь в редких случаях, да и то – на отечественные грузовики. На легковых автомобилях такая система практически не встречается.

    Требования, предъявляемые к газообразным топливам

    • обеспечение хорошего смесеобразования;
    • высокая калорийность горючей смеси;
    • отсутствие коррозии и коррозионных износов;
    • минимальное образование отложений во впускном и выпускном трактах;
    • сохранение качества при хранении и транспортировании;
    • низкая стоимость производства и транспортирования.

    Преимущества использования газообразного топлива

    Октановое число газового топлива выше, чем бензина (среднее значение октанового числа – 105), поэтому детонационная стойкость сжиженного газа больше, чем бензина даже самого высшего качества.

    Это позволяет добиться большей экономичности использования топлива в двигателе с повышенной степенью сжатия. При этом скорость сгорания газа немного меньше, чем у бензина. В результате снижаются нагрузки на стенки цилиндров, поршневую группу и коленчатый вал, что позволяет двигателю работать ровно и тихо.

    Газ легко смешивается с воздухом и равномерней наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровнее и тише.Газовая смесь сгорает полностью, поэтому не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания.

    Газовое топливо не смывает масляную пленку со стенок цилиндров, а также не смешивается с маслом в картере, не ухудшая, таким образом, смазочные свойства масла. В результате цилиндры и поршни изнашиваются меньше, а периодичность замены моторного масла увеличивается.

    По сравнению с бензином сжиженный газ имеет следующие преимущества:

    • в полтора-два раза меньше себестоимость;
    • более высокая детонационная стойкость (октановое число 105);
    • двигатель на газе работает мягче, а срок его службы увеличивается примерно в полтора раза;
    • увеличивается периодичность замены моторного масла в полтора-два раза, поскольку уменьшается срок его старения;
    • увеличивается на 40% срок службы свечей зажигания;
    • газ практически не содержит серы, которая вызывает коррозию металлов и их изнашивание;
    • снижается токсичность отработавших газов (СО в два раза, СН на 50…100%, NOx на 20…30 %);
    • в отличие от бензина газовая смесь более однородна по составу;
    • не накапливаются смолистые отложения на деталях и приборах системы питания, так как нефтяной газ растворяет их;
    • значительно уменьшается нагарообразование на деталях двигателя.

    Сжатый природный газ по сравнению со сжиженным нефтяным газом имеет следующие преимущества:

    • бόльшая безопасность, так как он легче воздуха и при утечках улетучивается;
    • дешевле;
    • большие природные запасы;
    • отработавшие газы экологически более чистые.

    Недостатки:

    • более низкая скорость сгорания по сравнению с бензином, в результате чего мощность двигателя снижается примерно на 7…12% (до 20%);
    • затрудненный пуск двигателя при низких температурах;
    • увеличение металлоемкости автомобиля на 25…30 кг при сжиженном газе и на 700…800 кг при сжатом;
    • применение дополнительного дорогостоящего оборудования приводит к увеличению стоимости автомобиля на 20..27%;
    • повышенный расход газа по сравнению с бензином;
    • необходимость периодического освидетельствования баллонов для хранения газа на испытательных станциях;
    • трудоемкость ТО и ремонта двигателя возрастает на 3. 5%, (эти затраты перекрываются экономией от увеличения межремонтного ресурса двигателей);
    • дальность поездки на одной заправке не превышает 200. 250 км;
    • повышенные требования техники безопасности при использовании газобаллонных установок.

    Сжиженный газ обычно используется в системах питания двигателей легковых автомобилей. Переоборудовать автомобиль для работы на сжиженном газе проще и дешевле, чем для работы на сжатом. Кроме того, сжиженный газ находится в баллоне под относительно небольшим давлением (примерно 1,6 МПа), а высокая степень разреженности сжатого газа требует увеличить этот показатель в 12-15 раз.

    Чем отличается выхлоп дизельного топлива от бензина?

    Мировые продажи автомобилей с дизельными двигателями имеют некоторую тенденцию к сокращению по сравнению с бензиновыми и электрокарами. Главная причина тому – это распространившееся мнение о повышенной экологической вредности дизельного выхлопа.

    Представители автомобилестроительной отрасли утверждают, что современные дизели на самом деле являются исключительно чистыми, и обвиняют правительства и защитников окружающей среды в предвзятом отношении к автотранспортным средствам, оснащенным дизельными двигателями.

    Дизельный выхлоп меньше, но хуже

    Как утверждает ряд независимых экспертов, однозначного ответа на вопрос: «Что вреднее, бензиновый или дизельный выхлоп? – пока нет. Все определяется характеристиками автомобиля конкретной марки.

    Ни для кого не секрет, что как дизельные, так и бензиновые двигатели преобразуют химическую энергию от реакции горения топлива в механическую, однако делают это по-разному.

    Дизельный мотор потребляет в целом меньше топлива и, соответственно, выбрасывает в атмосферу меньшее количество двуокиси углерода, в сравнении с бензиновым двигателем такой же мощности. Однако выделяемые дизелем мельчайшие частицы твердого углерода (сажи) считаются особо вредными для человека и окружающей среды.

    Что касается влияния сажи на организм человека, то мелкодисперсные частицы сажистого углерода способны проникать очень глубоко в легкие, вызывая при этом сильное их раздражение. Оседая на поверхностях в легких, с которых кровь поглощает кислород, частицы сажи способны напрямую попадать в саму кровь. Данные обстоятельства повышают риск инсультов и сердечных приступов, а также способствуют развитию астмы, что особенно актуально для людей, имеющих предрасположенность к перечисленным заболеваниям.

    Кроме частиц сажистого углерода, дизельный выхлоп по сравнению с бензиновым является источником большего количества двуокиси азота, продолжительный контакт с которым также ухудшает функцию легких и провоцирует аллергические реакции.

    В защиту дизельных двигателей следует отметить, что новейшие дизельные автомобили оборудуются специальными эффективными фильтрами, благодаря чему современные высокие технологии позволяют добиться хорошего результата по данной проблеме. Кроме того, экологический стандарт Евро 6, вступивший в силу в сентябре 2015 года, регламентирует снижение выбросов двуокиси азота вдвое для дизельных машин, выпущенных позже этого срока.

    Особенности выхлопной системы автомобиля, оснащенного дизельным двигателем

    Если отбросить в сторону экологические аспекты, ни для кого не секрет, что автомобили, оснащённые дизельным двигателем, обладают некоторыми неоспоримыми практическими преимуществами перед бензиновыми, среди которых можно выделить такие, как:

  • высокий крутящий момент;
  • несколько увеличенная мощность;
  • экономичность в расходе топлива;
  • эксплуатационная долговечность.

    Однако, поскольку строение дизельных двигателей весьма существенно отличается от строения бензиновых, то и конструкция выхлопной системы дизельного автомобиля обладает своими нюансами и ключевыми особенностями.

    Главным отличием выхлопной системы современных автомобилей, оснащенных дизельными двигателями, является наличие в их выхлопных системах специального сажевого фильтра, который является аналогом общеизвестному каталитическому нейтрализатору у автомобилей с бензиновым мотором.

    По своему внутреннему строению, сажевый фильтр состоит из мелких каналов – так называемых «сот», через которые проходят отработавшие газы из двигателя внутреннего сгорания. Во время прохождения через соты, газы очищаются от сажи за счет механического осаждения частиц твердого углерода на поверхности каналов сажевого фильтра и далее, очищенные, таким образом, выхлопные газы выводятся по выхлопному тракту в атмосферу.

    Следует отметить, что сажевый фильтр является достаточно «капризным» в обслуживании и отнюдь не дешевым. А все потому, что в процессе очистки выхлопных газов, сажевый фильтр склонен быстро забиваться. Для его последующей очистки в наше время разработан и получил широкое распространение метод так называемой «регенерации». Регенерация сажевого фильтра – это когда центральный блок управления дизельного двигателя подает топливо таким образом, чтобы оно догорало в выхлопной системе, поскольку, под действием высоких температур, сажа просто выгорает, а сам фильтр при этом эффективно очищается. Процесс регенерации сопровождается повышенной дымностью выхлопа, и длится в среднем не более 5 минут.

    Однако, главная проблема заключается в том, что в реальных условиях, не всегда процесс регенерации удается реализовать успешно, поскольку часто случается так, что вся сажа просто не успевает выгореть и рано или поздно сажевый фильтр выхлопной системы дизельного автомобиля все равно забьется до предельного состояния, когда дальнейшая эксплуатация авто становится невозможной. На начальных стадиях загрязнения сажевый фильтр можно промыть, однако, когда он загрязняется достаточно сильно, в этом случае может помочь только замена на новый.

    Несмотря на вышеописанные отличия, выхлопные системы автомобилей с дизельными и бензиновыми двигателями имеют много сходств. Как бы это парадоксально не звучало, но выхлопные системы дизельных авто значительно в меньшей степени склонны к прогоранию, поскольку температура теплоотдачи в процессе горения дизтоплива ниже, чем для бензина. Кроме того, звук выхлопа дизельных авто более тихий, чем бензиновых, и хорошо поддается тюнигу.

    Если Вы являетесь владельцем автомобиля с дизельным двигателем и хотите, чтобы выхлопная система служила долго и качественно, то не забывайте наблюдать за состоянием гофры выхлопной системы, а также всегда доводите процесс регенерации до конца – если Вы его начали, то не следует быстро глушить авто. Придерживаясь таких простых советов, Вы обеспечите своему дизелю долгий пробег без необходимости дорогостоящего ремонта.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector