Системы выпуска и снижения токсичности отработавших газов

Системы выпуска и снижения токсичности отработавших газов

Общая информация

Система выпуска ОГ

Система выпуска отработавших газов состоит из выпускных коллекторов, приёмных труб, каталитических преобразователей, глушителей и выпускной трубы.

Системы снижения токсичности отработавших газов

Компоненты и функциональная схема систем выпуска и снижения токсичности ОГ представлены на сопроводительных иллюстрациях Разделов Принцип функционирования системы управления впрыском топлива и Система питания дизельного двигателя V6.

Принцип функционирования системы управления двигателем построен таким образом, чтобы получать максимальную отдачу от двигателя при минимальных расходе топлива и содержании токсичных составляющих в ОГ. Устанавливаемая на бензиновых двигателях система улавливания топливных испарений (EVAP) предотвращает попадание последних из топливного бака в атмосферу.

Расположение компонентов системы EVAP

1 — Топливный бак
2 — Датчик давления в системе EVAP
3 — Клапан отсечки при переворачивании
4 — Поплавковый клапан
5 — Адсорбер

6 — Контрольный клапан в топливном баке
7 — Контрольный клапан отсечки системы EVAP
8 — Трубка топливной заливной горловины
9 — Клапан продувки адсорбера
10 — Технологический штуцер

На бензиновых двигателях V6 используется также система подмешивания воздуха в ОГ (SAI) с целью ускорения вывода непрогретого каталитического преобразователя на рабочий уровень.

Система подмешивания воздуха в отработавшие газы

На все модели установлена также система вентиляции картера (PCV). Компоненты систем снижения токсичности ОГ дизельного двигателя и их расположение указаны на иллюстрации.

Компоненты систем снижения токсичности ОГ дизельного двигателя

1 — Задний каталитический преобразователь
3 — Система вентиляции картерных газов
4 — Клапан системы EGR

На дизельных двигателях используется система EGR.

Система управляемой вентиляции картера (PCV)

Для устранения утечек несгоревших углеводородов в атмосферу двигатель полностью загерметизирован. Газы и пары масла, образующиеся в картере, подаются во впускной трубопровод и сгорают в цилиндрах вместе с топливом.

Газы удаляются из картера за счёт разницы давления в картере и впускном трубопроводе (давление в картере выше).

Система улавливания топливных испарений (EVAP)

Система EVAP предназначена для снижения выброса в атмосферу несгоревших углеводородов. Заливная горловина топливного бака герметично закрывается крышкой. В угольном адсорбере собираются пары топлива, образующиеся в баке во время стоянки автомобиля, и удерживаются там до тех пор, пока по сигналу блока управления не начнётся продувка адсорбера. Во время продувки пары топлива подаются через клапан продувки во впускной трубопровод, где они смешиваются с рабочей смесью и далее сгорают обычным образом в камерах сгорания.

Для обеспечения нормальной работы двигателя на холостых оборотах и во время прогрева блок управления держит клапан закрытым. Таким образом предотвращается попадание несгоревшего топлива в каталитический преобразователь (при повышенных оборотах холостого хода смесь переобогащена). После прогрева двигателя клапан начинает открываться и закрываться, регулируя подачу паров топлива во впускной тракт.

Каталитический преобразователь и лямбда-зонды

Для снижения количества вредных выбросов в атмосферу в систему выпуска встроены трёхфункциональные каталитические преобразователи. Система управления впрыском топлива имеет обратную связь, в которую включены лямбда-зонды, постоянно информирующие блок управления о составе ОГ. В зависимости от полученных данных, блок управления корректирует качество смеси, подаваемой в камеры сгорания и, таким образом, оптимизирует сгорание топлива.

В лямбда-зонд, установленный за каталитическими преобразователями, встроен нагревательный элемент, включаемый блоком управления через специальное реле. Рабочая поверхность лямбда-зонда чувствительна к изменению содержания кислорода в ОГ. В зависимости от его концентрации меняется выходное напряжение датчика. Если смесь переобогащена (содержание кислорода в отработавших газах очень низкое), лямбда-зонд подаёт сигналы с низким напряжением. Напряжение увеличивается по мере обеднения смеси и увеличения содержания кислорода в газах. Наиболее эффективно преобразователь работает при оптимальном составе горючей смеси (14.7 частей воздуха на 1 часть топлива). При оптимальной концентрации кислорода в ОГ происходит скачок в напряжении на лямбда-зонде. Этот скачок является точкой отсчёта для блока управления при корректировке качества смеси.

Система подмешивания воздуха в ОГ (SAI)

Данная система предназначена для ускорения прогрева каталитических преобразователей и, следовательно, вывода их в рабочий режим. Для прогрева используется тепло, выделяемое в ходе реакции содержащегося в подаваемом воздухе кислорода с отработавшими газами (CO и HC). Воздух подаётся в выпускные коллекторы специальным насосом SAI, который включается, если температура всасываемого воздуха и ОЖ составляет от -9 до +30 град, напряжение батареи не более 16 В, а поток всасываемого воздуха не превосходит 700 мг/такт сгорания. Кроме того, перед началом работы насоса двигатель должен совершить от 40 до 75 полных циклов, в зависимости от температуры ОЖ. С целью предотвращения внезапного скачка токсичности ОГ при выключении системы SAI, насос SAI продолжает работать в течение 15 циклов двигателя после прекращения необходимости в подмешивании воздуха. При работе системы SAI для компенсации дополнительного воздуха объём впрыскиваемого топлива также увеличивается.

Для предотвращения утечки ОГ через систему SAI в каждом блоке цилиндров установлен контрольный клапан, закрывающийся при выключении насоса SAI.

Система рециркуляции ОГ (EGR)

Эта система позволяет снизить количество NO x в отработавших газах. Для этого небольшая часть ОГ подаётся во впускной трубопровод через специальный клапан. Клапан системы рециркуляции контролируется блоком управления.