Меню Закрыть

Система выпуска ог – Система выпуска отработавших газов: устройство и принцип работы

Содержание

Устройство и принцип функционирования системы выпуска отработавших газов

Выхлопная система (совокупность выхода отработанных газов) — предназначена для вывода отработанной смеси из состава рабочих систем транспортного средства. Помимо основной функции удаления газов, совокупность выхлопа отвечает за снижение шума при работе транспортного средства. Рассматриваемая система производит вывод сгоревших веществ из цилиндров двигательной системы, тем самым охлаждая рабочие компоненты ДВС. Еще одной, не менее важной функцией выхлопной совокупности в составе современного транспортного средства является поддержание уровня экологичности транспортного средства, поскольку именно система выпуска отработавших газов производит частичную очистку сгоревших веществ перед их выпуском в атмосферу.

Поскольку нормы экологии к современным автомобилям постоянно возрастают, продукты современного автомобилестроения имеют более совершенную выхлопную совокупность с хорошими показателями снижения токсичности. В последних моделях транспортных средств между трубкой приема газового потока и резонатором устанавливается катализатор, который отвечает за снижение уровня токсичных веществ перед выпуском газов в атмосферу. Помимо этого, данный элемент способствует более равномерной работе системы, что позволяет снизить уровень шума в ходе ее эксплуатации.

Сегодняшняя совокупность выпуска отработавших газов имеет в себе достаточно большое количество составляющих, среди которых: коллектор выпуска отработанных веществ, нейтрализатор, глушитель, патрубки соединения. Помимо всех указанных компонентов, выхлопная система дизеля оснащается сажевым фильтрующим элементом. Все компоненты выхлопной совокупности находятся в донной части транспортного средства.

 

Коллектор выпуска отработанных газов.

Данный элемент отвечает непосредственно за отвод сгоревшей топливной смеси из цилиндров двигательной системы. Также коллектор выпуска производит вентилирование рабочих цилиндров движка, поддерживая их оптимальный температурный режим. Несмотря на то что первичная функция выхлопной системы кажется простой и понятной, нельзя недооценивать ее роль в работе двигателя авто. Габариты и форма коллектора выпуска во многом определяет направление газового потока, что также влияет на уровень вибрации при прохождении сгоревшего топлива. В связи с этим выпускной газовый коллектор влияет на производительность двигательной системы.

Поскольку для своевременной подачи новой топливной смеси, необходим регулярный отвод отработанных газов из системы двигателя — процесс вывода сгоревшего топлива должен происходить согласно процессу подачи бензина. В ходе эксплуатации транспортного средства, коллектор выпуска отработанных газов постоянно работает в сложных температурных условиях. Для увеличения срока эксплуатации коллектора выпуска даже при постоянном воздействии высоких температур, его корпус изготавливают из специального чугунного сплава, который является устойчивым к воздействию больших тепловых нагрузок.

Труба глушителя.

Следующим элементом выхлопной системы, который непосредственно соединен с коллектором отвода сгоревшего топлива, является глушащая трубка. Для правильной работы выхлопной совокупности, производители транспортных средств были вынуждены предусмотреть в системе дополнительную изоляцию, для защиты от посторонних воздействий двигательной совокупности. Функцию снижения воздействий, поступающих от двигателя выполняет специальная муфта, изолирующая вибрацию. Данный элемент выходной совокупности транспортного средства имеет вид эластичного шланга, покрытого защитной оболочкой из стали.

Нейтрализатор.

Катализатор выполняет роль снижения уровня токсичных примесей в составе отработанных газов. Данный элемент получил широкое распространение в настоящем автомобилестроении в связи с увеличением требований экологии к транспортным средствам. В зависимости от производителя и марки транспортного средства, форма и место нахождения каталитического нейтрализатора могут различаться. Но, вне зависимости от структуры данного компонента выхлопной системы, его основной функцией остается снижение уровня токсичности в сгоревших газах.

Современные транспортные средства оснащаются более совершенными катализаторами, включающими в себя три фильтрующих компонентов. Такой каталитический нейтрализатор, снижает уровень содержания вредных веществ, входящих в состав отработанной топливной смеси. При такой конструкции выхлопной системы, отработанный газ выходит в окружающую среду практически без остатка углерода, оксида азота и оксида углерода.

Как было сказано выше, выхлопная совокупность транспортного средства, оснащенного дизельным двигателем имеет свои особенности. Основным отличает выходной совокупности на дизеле является наличие сажевого фильтра. Данный фильтрующий элемент, как становится понятно из названия, снижает показатель сажи в составе отработанной смеси перед ее отправкой в атмосферу. В некоторых выходных совокупностях, фильтрующий элемент напрямую соединяется с катализатором. Такая конструкция выходной совокупности зарекомендовала себя как наиболее совершенная и экологичная. Количество систем, контролирующих уровень экологии транспортного средства постоянно увеличиваются.

В составе автомобилей нового поколения, существуют следующие системы, обеспечивающие снижение уровня токсичности сгоревшей смеси: совокупность охлаждения картера, система обратной циркуляции сгоревших газов, система обнаружение паров топливной смеси.

Анализатор кислорода, передает электронному блоку управления двигателем показания воздушного потока в отработанной смеси. Благодаря полученным сигналам, совокупность, контролирующая работу двигателя, производит формирование оптимальной смеси топлива и воздуха. Несмотря на то что анализатор кислорода входит в состав выходной совокупности, основной его задачей остается поддержание правильной работы двигательной системы.

В составе современного транспортного средства как правило находятся несколько  анализатора. Один из них находиться перед катализатором, второй размещается сразу после него. Помимо указанных конроллеров, в системы выхода отработанной смеси, как правило, монтируются следующие анализаторы: датчик определения температуры отработанных газов, анализатор оксидов азота. Каждый из анализаторов, расположенных в составе выходной совокупности, принимает участие в формировании топливовоздушной смеси и выполняет важную функцию в ходе эксплуатации транспортного средства.

Глушитель, наиболее известный элемент системы выхода отработанной смеси. Данное устройство отвечает за снижение уровня шума при эксплуатации транспортного средства. Сам глушащий элемент включает в себя несколько составляющих: устройство предварительного снижения шума (резонатор) и элемент основного подавления шума. Небольшая совокупность постоянно изменяет направление движения газов, что приводит к уменьшению шума при выходе смеси.

Нередко, в ходе эксплуатации транспортного средства можно заметить посторонний шум, вызванный механическим повреждением одного из компонентов глушащего элемента. В случае большинства неисправностей, поврежденный элемент выхлопной системы заменяют на новый. При наличии специального оборудования и необходимых навыков для проведения сварочных работ, можно выполнить восстановление глушителя своими руками.

Зная основные элементы и принцип работы выхлопной системы, можно быстро определить причину неисправности и своевременно принять необходимые меры!

Система выпуска отработавших газов имеет относительно простое устройство, что дает возможность устранить большую часть поломок своими руками. Лучшим решением при повреждении того или иного элемента совокупности будет его замена. В большинстве случае, восстановленный глушитель быстро выходит из строя и подлежит обязательной замене.

carmend.ru

Система выпуска отработавших газов (ОГ) (Впрыск Denso) Mazda

             

• Задача системы выпуска отработавших газов состоит в преобразовании газов в соответствии с установленными законом предельными значениями.

• Система выпуска отработавших газов в основном состоит из следующих компонентов:

— Выхлопная система

— Система рециркуляции отработавших газов

— Система дизельного сажевого фильтра

— Система селективной каталитической нейтрализации (только для модернизированной модели СХ-7 Facelift с двигателем R2)

Расположение элементов системы

Система выпуска отработавших газов на автомобиле Mazda5 с двигателем RF-T

1. Датчик разности давлений/датчик температурной компенсации сажевого фильтра (DPF)

2. Окислительный катализатор и сажевый фильтр дизельного двигателя

3. Датчики температуры выхлопных газов

4. Лямбда-зонд

5. Радиатор рециркулируемых отработавших газов

6. Впускной запорный клапан

7. Клапан системы рециркуляции отработавших газов (EGR)

Общий вид системы

Система выпуска отработавших газов для двигателя RF-T

1. Клапан EGR

2. Радиатор рециркулируемых отработавших газов

3. Окислительный катализатор

4. Система фильтрации твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF)

5. К блоку управления силовым агрегатом (РСМ)

6. Впускной запорный клапан

Выхлопная система

• Выхлопная система очищает выбрасываемые двигателем отработавшие газы и одновременно снижает шум выпуска.

• Выхлопная система в основном состоит из следующих компонентов:

— Выпускной коллектор, выхлопные трубы, глушители

— Окислительный катализатор (с встроенным сажевым фильтром)

Выхлопная система автомобиля Mazda5 с двигателем RF-T

1. Выпускной коллектор

2. Турбокомпрессор

3. Передняя выхлопная труба

4. Катализатор

5. Средняя выхлопная труба

6. Основной глушитель

Катализатор

• Поскольку дизельные двигатели эксплуатируются с избытком воздуха, катализатор использует избыток кислорода из потока отработавших газов для преобразования вредных углеводородов (НС) и окиси углерода (СО) в С02 и Н20. Катализатор состоит из керамического (сотового) носителя, на который нанесен пористый оксидный слой, так называемый Washcoat. На этот слой нанесено каталитическое платиновое покрытие, имеющее структуру, которая увеличивает эффективную площадь.

• Рабочая температура катализатора в значительной степени влияет на скорость преобразования. Ввиду избытка воздуха преобразование вредных веществ в отработавших газах начинается уже при рабочей температуре в 170 С. Оптимальная эффективность катализатора достигается в диапазоне рабочей температуры от 170 до 350 С. При рабочей температуре, превышающей 350 С, увеличивается выброс твердых частиц, поскольку сера, содержащаяся в дизельном топливе, способствует образованию сульфатов. При температурах, превышающих 800 С, начинается процесс старения каталитического слоя, который через некоторое время полностью теряет свою эффективность.

1. Керамический сотовый носитель

2. Поток отработавших газов

3. Каталитический слой

4. Слой, наносимый на поверхность носителя катализатора

5. Washcoat

6. Каналы

• В автомобилях, оборудованных сажевым фильтром, окислительный катализатор за счет преобразования окиси азота (N0) в диоксид азота (N02) способствует снижению температуры воспламенения и естественной регенерации. Поскольку этот процесс протекает чрезвычайно медленно, он возможен только в благоприятных эксплуатационных условиях, например при длительной работе двигателя при высоких нагрузках (движение по автостраде).

• При увеличении отложений сажи в выхлопной системе и в катализаторе окисления возможна забивка узких каналов в керамическом носителе. Это увеличивает противодавление отработавших газов и приводит к потере мощности.

Примечание: Окислительный катализатор не подлежит чистке или ремонту. В случае необходимости катализатор следует заменить.


axela-mazda.ru

Система выпуска отработавших газов, подробное описание.

Без рубрикиЯнварь 17, 2017

Выхлопная система (совокупность выхода отработанных газов) — предназначена для вывода отработанной смеси из состава рабочих систем транспортного средства. Помимо основной функции удаления газов, совокупность выхлопа отвечает за снижение шума при работе транспортного средства. Рассматриваемая система производит вывод сгоревших веществ из цилиндров двигательной системы, тем самым охлаждая рабочие компоненты ДВС. Еще одной, не менее важной функцией выхлопной совокупности в составе современного транспортного средства является поддержание уровня экологичности транспортного средства, поскольку именно система выпуска отработавших газов производит частичную очистку сгоревших веществ перед их выпуском в атмосферу.

Поскольку нормы экологии к современным автомобилям постоянно возрастают, продукты современного автомобилестроения имеют более совершенную выхлопную совокупность с хорошими показателями снижения токсичности. В последних моделях транспортных средств между трубкой приема газового потока и резонатором устанавливается катализатор, который отвечает за снижение уровня токсичных веществ перед выпуском газов в атмосферу. Помимо этого, данный элемент способствует более равномерной работе системы, что позволяет снизить уровень шума в ходе ее эксплуатации.

Сегодняшняя совокупность выпуска отработавших газов имеет в себе достаточно большое количество составляющих, среди которых: коллектор выпуска отработанных веществ, нейтрализатор, глушитель, патрубки соединения. Помимо всех указанных компонентов, выхлопная система дизеля оснащается сажевым фильтрующим элементом. Все компоненты выхлопной совокупности находятся в донной части транспортного средства.

 

Коллектор выпуска отработанных газов.

Данный элемент отвечает непосредственно за отвод сгоревшей топливной смеси из цилиндров двигательной системы. Также коллектор выпуска производит вентилирование рабочих цилиндров движка, поддерживая их оптимальный температурный режим. Несмотря на то что первичная функция выхлопной системы кажется простой и понятной, нельзя недооценивать ее роль в работе двигателя авто. Габариты и форма коллектора выпуска во многом определяет направление газового потока, что также влияет на уровень вибрации при прохождении сгоревшего топлива. В связи с этим выпускной газовый коллектор влияет на производительность двигательной системы.

Поскольку для своевременной подачи новой топливной смеси, необходим регулярный отвод отработанных газов из системы двигателя — процесс вывода сгоревшего топлива должен происходить согласно процессу подачи бензина. В ходе эксплуатации транспортного средства, коллектор выпуска отработанных газов постоянно работает в сложных температурных условиях. Для увеличения срока эксплуатации коллектора выпуска даже при постоянном воздействии высоких температур, его корпус изготавливают из специального чугунного сплава, который является устойчивым к воздействию больших тепловых нагрузок.

Труба глушителя.

Следующим элементом выхлопной системы, который непосредственно соединен с коллектором отвода сгоревшего топлива, является глушащая трубка. Для правильной работы выхлопной совокупности, производители транспортных средств были вынуждены предусмотреть в системе дополнительную изоляцию, для защиты от посторонних воздействий двигательной совокупности. Функцию снижения воздействий, поступающих от двигателя выполняет специальная муфта, изолирующая вибрацию. Данный элемент выходной совокупности транспортного средства имеет вид эластичного шланга, покрытого защитной оболочкой из стали.

Нейтрализатор.

Катализатор выполняет роль снижения уровня токсичных примесей в составе отработанных газов. Данный элемент получил широкое распространение в настоящем автомобилестроении в связи с увеличением требований экологии к транспортным средствам. В зависимости от производителя и марки транспортного средства, форма и место нахождения каталитического нейтрализатора могут различаться. Но, вне зависимости от структуры данного компонента выхлопной системы, его основной функцией остается снижение уровня токсичности в сгоревших газах.

Современные транспортные средства оснащаются более совершенными катализаторами, включающими в себя три фильтрующих компонентов. Такой каталитический нейтрализатор, снижает уровень содержания вредных веществ, входящих в состав отработанной топливной смеси. При такой конструкции выхлопной системы, отработанный газ выходит в окружающую среду практически без остатка углерода, оксида азота и оксида углерода.

Как было сказано выше, выхлопная совокупность транспортного средства, оснащенного дизельным двигателем имеет свои особенности. Основным отличает выходной совокупности на дизеле является наличие сажевого фильтра. Данный фильтрующий элемент, как становится понятно из названия, снижает показатель сажи в составе отработанной смеси перед ее отправкой в атмосферу. В некоторых выходных совокупностях, фильтрующий элемент напрямую соединяется с катализатором. Такая конструкция выходной совокупности зарекомендовала себя как наиболее совершенная и экологичная. Количество систем, контролирующих уровень экологии транспортного средства постоянно увеличиваются.

В составе автомобилей нового поколения, существуют следующие системы, обеспечивающие снижение уровня токсичности сгоревшей смеси: совокупность охлаждения картера, система обратной циркуляции сгоревших газов, система обнаружение паров топливной смеси.

Анализатор кислорода, передает электронному блоку управления двигателем показания воздушного потока в отработанной смеси. Благодаря полученным сигналам, совокупность, контролирующая работу двигателя, производит формирование оптимальной смеси топлива и воздуха. Несмотря на то что анализатор кислорода входит в состав выходной совокупности, основной его задачей остается поддержание правильной работы двигательной системы.

В составе современного транспортного средства как правило находятся несколько  анализатора. Один из них находиться перед катализатором, второй размещается сразу после него. Помимо указанных конроллеров, в системы выхода отработанной смеси, как правило, монтируются следующие анализаторы: датчик определения температуры отработанных газов, анализатор оксидов азота. Каждый из анализаторов, расположенных в составе выходной совокупности, принимает участие в формировании топливовоздушной смеси и выполняет важную функцию в ходе эксплуатации транспортного средства.

Глушитель, наиболее известный элемент системы выхода отработанной смеси. Данное устройство отвечает за снижение уровня шума при эксплуатации транспортного средства. Сам глушащий элемент включает в себя несколько составляющих: устройство предварительного снижения шума (резонатор) и элемент основного подавления шума. Небольшая совокупность постоянно изменяет направление движения газов, что приводит к уменьшению шума при выходе смеси.

Нередко, в ходе эксплуатации транспортного средства можно заметить посторонний шум, вызванный механическим повреждением одного из компонентов глушащего элемента. В случае большинства неисправностей, поврежденный элемент выхлопной системы заменяют на новый. При наличии специального оборудования и необходимых навыков для проведения сварочных работ, можно выполнить восстановление глушителя своими руками.

Зная основные элементы и принцип работы выхлопной системы, можно быстро определить причину неисправности и своевременно принять необходимые меры!

Система выпуска отработавших газов имеет относительно простое устройство, что дает возможность устранить большую часть поломок своими руками. Лучшим решением при повреждении того или иного элемента совокупности будет его замена. В большинстве случае, восстановленный глушитель быстро выходит из строя и подлежит обязательной замене.

portalvaz.ru

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, приемных 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

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

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 счет 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 начнется 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 трехфункциональные 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 подает 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 отсчета 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 подается 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 объем 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 подается во впускной трубопровод через специальный клапан. Клапан системы рециркуляции контролируется блоком управления.

carmanz.com

Система выпуска отработавших газов

Система выпуска обеспечивает снижение концентрации за­грязняющих веществ в отработавших газах, выделяемых двига­телем. ОГ должны выходить в атмосферу с допустимой шумностью и при минимальных потерях мощности.

Рис. 3.21. Системы выпуска отработавших газов легковых автомобилей без каталитического нейтрализатора (а) и с нейтрализаторами(б):

1 — передний глушитель;2 — центральный глушитель;3 — задний глушитель;4 — каталитические нейтрализаторы

Система выпуска отработавших газов легковых автомобилей (рис. 3.21) состоит из трех основных элементов (некоторые из этих элементов могут использоваться и в выпускных системах грузовиков).

Каталитический нейтрализатор осуществляет очистку от­работавших газов двигателей с искровым зажиганием (в насто­ящее время нейтрализаторы используются и в дизелях). Его раз­мещают как можно ближе к двигателю для быстрого нагревания до рабочей температуры. Так как нейтрализатор должен играть роль первичного глушителя, его снабжают устройствами, кото­рые кроме очистки отработавших газов обеспечивают снижение шума выпуска. В зависимости от размеров автомобиля и двига­теля предусматривают установку одного или большего числа глушителей. НаV-образных двигателях левые и правые ряды цилиндров часто имеют свои нейтрализаторы или глушители, которые затем объединяются трубопроводами в одну линию с установкой в ней еще одного общего нейтрализатора.

Выпускными патрубками обеспечивается объединение всех выпускных окон в головке цилиндров в один выпускной коллек­тор, или большее их число, а также соединение друг с другом каталитических нейтрализаторов и глушителей. Длина и пло­щадь поперечного сечения патрубков и тип соединений влия­ют на мощность и акустические параметры двигателя. Поэтому система выпуска ДВС с большими рабочими объемами часто имеет две выпускные трубы.

Система выпуска крепится к днищу автомобиля с использо­ванием упругих элементов. Так как вибрация от труб, вызывае­мая выпуском отработавших газов, может передаваться на кузов и повышать шумность в салоне, то места крепления системы выпуска должны тщательно выбираться. Шум выпуска у среза выпускной трубы может также привести к возникновению ре­зонансных колебаний кузова. Общий объем глушителей на лег­ковом автомобиле должен быть приблизительно в 3 — 8 раз боль­ше рабочего объема двигателя. Масса системы выпуска состав­ляет 8… 40 кг.

Каталитический нейтрализатор содержит керамические блоч­ные носители с покрытием из активного каталитического веще­ства. Для компенсации неодинакового теплового расширения стали, из которой изготавливают корпус нейтрализатора, и ке­рамического материала и для защиты блочного носителя от ударных нагрузок и вибрации применяют два типа упругих мон­тажных элементов.

Монтажный элемент в виде проволочной сетки изготавли­вают из термо- и коррозионно-стойкой стали. Он должен про­тивостоять довольно высоким температурам, а также пульсиру­ющим воздействиям отработавших газов на режимах высоких нагрузок и скоростей.

Монтажный элемент в виде «подушки» изготавливают из керамического материала, состоящего из волокон силиката алю­миния с вкрапленными частицами слюды, которые соединяют посредством акрилового латекса. Полученная таким образом «подушка» при высокой температуре растягивается и запрессо­вывается на заданное место с образованием монолита. Так как подушка сама по себе является хорошим изолятором, то исклю­чается необходимость в дополнительной теплоизоляции.

Повышенная температура отработавших газов может приве­сти к разрушению монолитных блоков при воздействии на них чрезмерных давлений газов. Если же температура отработавших газов недостаточно высока, то малое давление газов, воздейству­ющее на монолитные блоки, может вызвать их перемещение и повреждение. Пульсирующий характер движения отработавших газов может стать причиной эрозии «подушки».

Часто для ограничения линейного расширения и обеспече­ния лучшего перемешивания отработавших газов используют­ся несколько последовательно устанавливаемых монолитных блоков. Равномерность прохождения газов через монолитный блок достигается созданием в нейтрализаторе впускного кана­ла определенной формы. Геометрическая форма керамическо­го блока, определяемая монтажным пространством под кузовом автомобиля, может быть треугольной, овальной или круглой.

Альтернативой керамическому монолитному блоку является каталитический нейтрализатор на металлическом носителе со­товой конструкции. Он изготавливается из гофрированной жа­ростойкой металлической фольги толщиной 0,05 мм, намотка и пайка которой твердым припоем осуществляются при высокой температуре. Поверхность фольги покрывается пористым сло­ем вторичного носителя с активным катализатором. Благодаря тонким стенкам фольги при тех же габаритах, что и у керами­ческого нейтрализатора, может быть размещено большее число каналов. Это уменьшает сопротивление прохождению отрабо­тавших газов.

Каталитические нейтрализаторы создают дополнительный шум. Причина этого — наличие узких каналов, по которым рас­пространяется газ, из-за чего образуется множество небольших источников звука. Звуковые волны частично гасятся за счет интерференции и поглощения. При проектировании выпускной системы необходимо подбирать каталитический нейтрализатор таким образом, чтобы избежать высоких уровней сопротивле­ния движению ОГ, в значительной мере влияющих на вибраци­онные характеристики всей системы выпуска ОГ и мощностные показатели двигателя.

Глушители предназначены для сглаживания пульсаций дав­ления в потоке отработавших газов и максимально возможного снижения шума при их выпуске. В глушителях применяются в основном два физических эффекта — резонанс и звукопоглоще­ние. В большинстве глушителей используется сочетание этих эффектов. Так как глушитель вместе с выпускным трубопрово­дом образует звуковой генератор с собственной резонансной частотой, его расположение влияет на уровень шумопоглоще-ния. Желательно располагать выпускную систему под днищем кузова как можно дальше от него, чтобы ее собственные коле­бания не вызывали резонансных явлений в кузове автомобиля. Для максимального снижения звуковых колебаний в кузове и теплоизоляции днища кузова от выпускной системы глушите­ли часто изготавливают с двойными стенками и теплоизолиру­ющим покрытием.

Резонаторные глушители состоят из камер различной длины, соединенных между собой трубами. Различия в площадях попе­речных сечений труб и камер, отклонения потока отработавших газов и наличие резонаторов, образованных соединительными трубами и камерами, обеспечивают эффективное глушение шума, особенно на низких частотах. Чем больше камер, тем эффективнее процесс глушения. Однако такой глушитель име­ет большую массу и характеризуется относительно большими потерями мощности.

Шумопоглощающие глушители имеют одну камеру, запол­ненную звукопоглощающим материалом, через которую прохо­дит перфорированная труба. Звуковые колебания через отвер­стия в этой трубе взаимодействуют со звукопоглощающим ма­териалом и преобразуются в теплоту. Звукоизолирующий материал обычно состоит из длинноволокнистой минеральной ваты (на основе базальта или силикатов), плотность которой состав­ляет 120… 150 г/дм3. Степень глушения шума зависит от плот­ности и звукопоглощающих свойств материала, а также длины и толщины стенки камеры. Глушение происходит в широком диапазоне звуковых частот.

Для обеспечения требуемых акустических параметров глуши­телей, т.е. снижения отдельных спектральных составляющих нежелательных частот в суммарном шуме выпуска, применяют различные устройства.

Резонатор Гельмголъца (сквозного типа) осуществляет сни­жение шума в области собственных частот колебаний.

Перфорированные трубки с отверстиями действуют подоб­но разбрызгивателям воды. Один большой источник шума, а именно трубка, преобразуется в множество небольших звукоиз-лучающих точек, образованных отверстиями в ней (аналогично отверстиям в распылителе). При этом вследствие интерферен­ции звуковых волн и завихрения потока отработавших газов до­стигается эффект широкополосного фильтра.

Сопла Вентури уменьшают низкочастотный шум. Они скон­струированы таким образом, что скорость газового потока в горловине сопла всегда меньше скорости звука. Расширяющий­ся патрубок должен устанавливаться под таким углом, при ко­тором отсутствует свистящий звук.

Для удаления из отработавших газов дизелей твердых частиц в выпускной системе размещают сажевые фильтры: фильтры с металлической «шерстью», керамическими фильтрующими эле­ментами, спиральные фильтры с керамическим заполнителем и др.

Фильтры с керамическими элементами находят наиболее широкое применение. В отличие от каталитического нейтрали­затора со свободным проходом отработавших газов в сажевом фильтре каналы выполнены с чередованием открытых и закры­тых концов, а отработавшие газы с частицами сажи пропуска­ются через пористые стенки ячеистой конструкции без покрытия. Сажевые частицы при этом осаждаются в порах стенок. В зави­симости от пористости керамического материала эти фильтры могут задерживать 70…90% твердых частиц.

Для нормальной работы при длительных условиях эксплуа­тации такие фильтры должны подвергаться регенерации через определенные промежутки времени с дожиганием сажевых ча­стиц. При использовании процесса химической очистки специ­альные присадки к топливу уменьшают температуру воспламе­нения сажевых частиц до температуры отработавшего газа. Не­достатком этого процесса является дополнительный выброс вредных веществ в атмосферу из-за наличия этих специальных присадок.

При осуществлении процесса термической очистки к филь­тру подключается нагревательный элемент, с помощью которо­го температура отработавших газов повышается приблизитель­но до 700 °С. Процесс регенерации фильтра чаще всего выпол­няется при неработающем двигателе. Выбор длительности реге­нерации фильтра зависит от продолжительности его работы или противодавления выпуску. Для регенерации фильтра во время работы двигателя используют два. одинаковых фильтра, которые попеременно подвергают очистке. Однако такой способ счита­ется весьма неэкономичным.

Еще один способ очистки связан с подачей части потока от­работавших газов во время регенерации через глушитель; при этом оказываются неочищенными только 5 % отработавших га­зов. Проводится разработка нагревательных элементов, позволя­ющих одновременно фильтровать газы и регенерировать фильтр (полнопоточная регенерация).

Глава 4




infopedia.su

Устройство выхлопной системы ваз 2114

Выхлопная система ВАЗ 2114

Выхлопные системы автомобилей ВАЗ представляют собой простейшую конструкцию, которая состоит из нескольких разъемных труб разного сечения. Предназначена система в первую очередь для отвода отработанных газов за пределы габаритов автомобиля, препятствуя их проникновению в салон. Также выхлопная система служит подавителем звуковых колебаний, которые издает двигатель в процессе работы. С появлением новых экологических норм на выхлопную систему возложена еще и функция регулирования и уменьшения токсичности отработанных газов.

Схема выхлопной системы ВАЗ 2114

Выхлопная система ВАЗ 2114 практически ничем не отличается от остальных ВАЗовских глушителей, хотя есть некоторые незначительные отличия от более поздних систем с более сложной конструкцией каталитического нейтрализатора. Схема системы показана на фото ниже, а об особенностях ее элементов мы поговорим прямо сейчас.

Как и в автомобиле ВАЗ 2109 поздних модификаций с инжекторным двигателем, система состоит из:

  • приемной трубы;
  • каталитического нейтрализатора;
  • датчика кислорода;
  • промежуточного резонатора;
  • глушителя .

В конструкции системы поздних выпусков применялся гофрорукав, который позволял уменьшать передачу колебаний с двигателя на выхлопную систему. Его ресурс был гораздо меньше, чем у остальных элементов системы, поэтому замене он подлежит чаще. В процессе доработки, о которой мы будем говорить позже, гофрорукав мог быть заменен на более совершенный многослойный с усиленной оплеткой импортного производства.

Особенности каталитического нейтрализатора

Катализаторы стали устанавливать только на инжекторные двигатели и при их помощи добивались более полного сгорания смеси в камере. Катализатор ВАЗ 2114 состоит из корпуса, датчика кислорода, лямбда-зонда, и сетки из специальной проволоки, которая могла способствовать догоранию остатков топлива, поступающих в систему выпуска. На входе в катализатор стоит датчик кислорода, который контролирует долю кислорода в выхлопных газах, сравнивая ее с атмосферной.

При поступлении газов в катализатор, лямбда-зонд оценивал состав газа и подавал информацию на электронный блок управления. ЭБУ в свою очередь, корректировал состав смеси так, чтобы содержание вредных веществ не превышало норму. Это могло идти в разрез с требованиями двигателя по достижению максимальной мощности, но нормы токсичности ставились во главу угла. К безусловно положительным свойствам катализатора можно отнести только несколько уменьшенный расход топлива. Хотя этот показатель целиком зависит от состояния катализатора. Схема с одним лямбда-зондом соответствовала нормам Евро 2, но сегодня эта схема уже устарела и на новых автомобилях уже не применяется.

Ремонт выхлопной системы ВАЗ 2114

Наиболее частыми поломками системы выпуска автомобиля ВАЗ 2114 стали прогары, механические повреждения, разрывы подвесов, которые удерживают трубы и резонаторы под днищем автомобиля. Чаще всего виновницей прогара ставала коррозия, а появлялась она вследствие плохой защиты системы. Заводская антикоррозионная защита глушителей и труб носила скорее номинальный характер, а при высоких температурах и постоянной влаге, которая скапливалась в трубах в виде конденсата, система ржавела довольно быстро.

Также причинами прогаров были позднее зажигание и отказы или отключение катализатора, когда топливо, которое не успело сгореть в двигателе, попадало в глушитель и там догорало под воздействием высоких температур. А это температура порядка 600-800 градусов. В результате возгорания часто возникали взрывы топлива, которые и вели к сквозным прогарам системы. Также жаловались на неэффективную работу глушителей и резонаторов, чем давали повод автолюбителям проводить доработку выхлопной системы.

Тюнинг выхлопной системы ВАЗ 2114

Те, кто планировал проводить доработку выхлопной системы с целью повышения мощности, глубоко ошибались. Поскольку даже самые простые вычисления показывают, что прибавка мощности за счет прямотока или какой-либо другой модернизации, совершенно неощутима даже на специальном стенде, а тем более в условиях реальной эксплуатации автомобиля. Спортивные прямотоки могли красиво и эффектно шуметь и пугать малолетних детей грозными трубами огромного диаметра, но к техническому тюнингу автомобиля это не имеет никакого отношения.

Другое дело, подготовка новой выхлопной системы для увеличения срока службы и надежности. В этом случае использовались совсем другие схемы, совсем другие материалы труб и совсем другие конструкции резонаторов. Безусловным плюсом такой переделки было применение нержавеющей стали, которая могла пережить сам автомобиль. Также на надежность системы влияла гофра, которая тоже часто заменялась на более надежную от сторонних производителей.

В целом, хотеть многого от системы выхлопа ВАЗ 2114 не приходится, остается просто следить за ее состоянием, проверять время от времени резиновые подвесы и периодически заменять глушители и приемные трубы новыми. Не заезжайте выхлопные трубы до дыр, и удачных всем дорог!

Acura Audi BMW Cadillac Chevrolet Chrysler Citroen Daewoo Dodge Fiat Ford GMC Honda Hummer Hyundai Infiniti Isuzu Jaguar Jeep Kia Land Rover Lexus Mazda Mercedes Mitsubishi Nissan Opel Peugeot Porsche Renault Rover Saab Seat Skoda Ssang Yong Subaru Suzuki Toyota Volvo VW

Устройство выхлопной системы ВАЗ 2114

Выхлопная система, или, как ее еще называют — система выпуска отработавших газов ВАЗ 2114 — представляет собой коммуникации, по которым газы проходят из двигателя авто наружу. Этот путь начинается от впускного коллектора, затем переходит в приемную трубу, а далее — через нейтрализатор — в глушители (основной и дополнительный). Нейтрализатор оборудован надежной защитой от различного термального воздействия в виде стального теплоизолирующего экрана.

Соединительные элементы конструкции

В устройство выхлопной системы ВАЗ 2114 входят элементы, соединяющие ее детали в единый и непрерывный «трубопровод»:
1. Прокладка уплотнительная – соединяет приемную трубу и коллектор.
2. Подвижный шарнир – служит для соединения фланца нейтрализатора и приемной трубы.
3. Металлографическое кольцо – установлено между фланцами.
4. Конусные кольца и хомут с развальцованными концами – соединительные части между трубами-глушителями.
5. Гайки (одноразовые) на стенках кронштейна и шпильках коллектора – закрепляют приемную трубу.
Рассмотрим, из каких же частей состоит система выхлопа ВАЗ 2114, более подробно.

Схема для двигателей 1,5 л

1. Кронштейн крепления.
2. Уплотнительная прокладка.
3. Зажим кронштейна.
4. Резонатор (глушитель дополнительный).
5. Подушка подвески.
6. Глушитель (основной).
7. Хомут соединительный.
8. Кольцо уплотнения.
9. Нейтрализатор.
10. Металлографическое кольцо соединения.
11. Датчик О2 (лямбда-зонд).
12. Приемная труба.
Отметим, что выхлопная система ВАЗ 2114 имеет глушители и трубы «единой» неразборной конструкции — в случае поломки этого элемента его придется заменить целиком.

Схема для двигателей 1,6 л

Выхлопная система автомобилей, оборудованных двигателями объемом 1,6л, отличается тем, что в ней отсутствует нейтрализатор, этот элемент здесь заменяет металлическая «гофра». У 1,6-литрового автомобиля ВАЗ 2114 выхлопная система также оборудована каталитическим коллектором, который монтируется после уплотнительной прокладки (3).
Добавим несколько слов о креплении всей конструкции – она подвешивается к днищу машины на пяти подушках подвески, а ее составные части соединены между собой с помощью прокладок, уплотнительных колец и хомутов. И еще информация к сведению – выхлопная система ВАЗ 2115, 14, и 13 имеет норму токсичности R 83.

Похожие статьи:

Навигация по записям

Выхлопная система автомобиля ВАЗ 2114

Каждая система автомобиля, независимо от сферы ее использования, имеет важное значение для работоспособности транспортного средства. Выхлопная система ВАЗ 2114, несмотря на кажущуюся второстепенность по сравнению с двигателем, оказывает свое влияние на эффективность работы всей системы сжигания топлива. Любой специалист скажет, что хорошая проходимость системы вывода отработанных газов — это залог «здоровья» автомобильного двигателя.

И, напротив, любая преграда на пути продуктов, получающихся при сгорании топлива в цилиндрах мотора, может существенно снизить его мощность и даже застопорить работу автомобиля. По этой причине знание особенностей выхлопной системы ВАЗ 2114 является важной составляющей безупречной эксплуатации автомобиля.

Устройство выхлопной системы: 1 — кронштейн для крепления приемной трубы; 2 — прокладка; 3 — прижимное приспособление для кронштейна; 4 — дополнительный глушитель; 5,7 — «подушки» для подвески глушителя; 6 — главный глушитель; 8 — хомут, соединяющий трубы глушителей; 9 — нейтрализующее приспособление; 10 — кольцо уплотнения шарниров; 11 — датчик, контролирующий концентрацию кислорода в выбросах; 12 — приемная труба для глушителей.

Конструкция и назначение системы выпуска отработанных газов

Газовыпускная система ВАЗ 2114 состоит из различных функциональных частей. Складываясь в одну цельную цепочку, она способствует нормальной работе автомобиля. Система регулирует выброс в окружающую атмосферу вредных химических веществ, концентрирующихся в выхлопных газах. Схематично указанная система выглядит таким образом, как показано на рис. 1. Выхлопная система рассматриваемой модели автомобиля включает в себя следующие основные функциональные компоненты.

  1. Коллектор выхлопа ВАЗ 2114. Служит для сведения газовых потоков, исходящих из каждого цилиндра, в одну общую трубу. Чтобы выдержать повышенную динамическую нагрузку, коллектор оборудуется максимально жестким и прочным креплением.
  2. Катализатор. Этот компонент системы существенно понижает уровень токсичности газов выхлопа. Для этого высокотоксичные выбросы с помощью химической реакции преобразуются в менее ядовитые газовые примеси.
  3. Труба приемная. Предназначена для соединения коллектора выхлопа ВАЗ 2114 и катализатора.
  4. Резонатор. Посредством встроенных в корпус нескольких «акустических зеркал» уменьшает уровень шумов, возникающих при сильном выхлопе.
  5. Глушители. Еще больше, чем резонатор, усиливают шумопоглощение всей системы выхлопа ВАЗ 2114.
  6. Гофра. Благодаря своей эластичной структуре подавляет вибрацию, передаваемую от мотора к выхлопной системе.

Виды автомобильных глушителей

Современные автомобильные глушители в большинстве своем подразделяются на 3 вида — из нержавейки, алюминированной стали и прямоточные (спортивные). Глушитель на ВАЗ, изготовленный из особо прочной нержавеющей стали, является одним из наиболее распространенных типов.

Такую большую популярность среди автомобилистов он завоевал благодаря простоте материала, из которого производится, и, соответственно, относительной дешевизне самого устройства. Указанная разновидность глушителей представляется практически универсальной, так как подходит и ко многим другим маркам автомобилей. Причем везде, где бы ни стояли глушители из нержавейки, они эффективно выполняют свои функции.

Приспособления, изготовленные из алюминированной стали, имеют более высокую стоимость. Тем не менее их устанавливать часто выгоднее, чем более дешевые аналоги, так как срок их гарантированной эксплуатации больше на 7-10 лет. Однако из-за своей высокой стоимости алюминированные глушители, как правило, изготавливаются по индивидуальным заказам.

Спортивный (прямоточный) глушитель ВАЗ 2114 применяется в основном при технической доработке автомобиля с целью придания ему дополнительных скоростных характеристик. Такое устройство, также изготовляемое из нержавеющей стали, используется на автомашинах для спортивных (гоночных) целей.

Неисправности выпускной системы и их устранение

Из-за усиленного воздействия давления и очень высоких температур вследствие интенсивного сгорания топлива глушитель довольно часто выходит из строя. На уровне работоспособности отдельных элементов и всей системы выпуска отработанных газов ВАЗ 2114 в значительной степени сказываются следующие неблагоприятные технологические факторы:

  • быстрый нагрев до очень высоких температур и возможный перегрев выхлопной системы;
  • частые резкие колебания температурного режима — от нагрева до стремительного охлаждения;
  • перманентная вибрация во время работы двигателя;
  • частые удары и механические повреждения глушителя ВАЗ;
  • частые загрязнения;
  • царапины и сколы, наносимые мелкими твердыми частицами дорожного покрытия;
  • развитие внутренней и внешней коррозии;
  • недостаток средств, эффективно защищающих металлические поверхности выпускной системы ВАЗ 2114.

Все указанные факторы в той или иной степени влияют на невредимость и работоспособность выхлопного узла. Если целостность в каком-либо месте нарушена, в образовавшийся разлом или свищ немедленно устремляется газовый поток. За счет своей скорости и давления он быстро расширяет аварийное отверстие. И тогда неисправность дает о себе знать — система начинает громко «рычать» и хлопать, в неположенной точке выходят отработанные газы, стучит глушитель. В таких условиях эксплуатировать автомобиль становится практически невозможно.

Следует иметь в виду, что помимо громких и резких хлопков, дефекты системы выхлопа ВАЗ 2114 могут повлиять и на режим работы самого двигателя. Поэтому в некоторых случаях придется провести ремонт элементов системы, благодаря которому можно временно обойтись без полной замены всего узла.

Диагностика поломок, предваряющая восстановительные операции, облегчается тем, что обычно возникновение дефектов сопровождается неприятным сильным скрежетом и ревом под автомобильным днищем. Владельцу машины остается внимательно исследовать всю цепочку и определить место и характер неисправности. Чаще всего поломки возникают в следующих компонентах.

    1. Лямбда-зонд. Представляет собой электронный датчик, анализирующий состав выбрасываемых газов с целью обеспечения оптимального сгорания автомобильного топлива. Как правило, после 100 тыс. км пробега машины металлические анализаторы, входящие в состав датчика, теряют свои рабочие свойства. Обычно в этом случае отработавший свое лямбда-зонд не ремонтируется, а меняется на новый.

  1. Гофра. Ее эластичный шланг, принимая на себя вибрацию двигателя, со временем от подобных механических колебаний растягивается, что негативно сказывается на смягчении тряски. При выходе из строя старую гофру просто меняют на новую.
  2. Резонатор. Этот элемент системы выхлопа ВАЗ 2114 под воздействием высоких температур сгорания топлива может периодически прогорать. Чаще всего это является результатом использования изделия из некачественной тонкой нержавеющей стали. Наилучшим способом устранить проблему можно путем замены прогоревшего элемента на новый. Однако в качестве временной меры возможна и заварка места прогара специальным электродом.
  3. Соединительные прокладки. Признаком их выхода из строя является появление при работающем моторе сильной вибрации в районе выхлопной системы. Чтобы устранить громкое дребезжание, чаще всего достаточно просто заменить прокладки.

Вернуться к оглавлению

Диагностика и замена

Система выпуска отработанных газов ВАЗ 2114 сигнализирует о проблемах посторонним шумом. Если стучит глушитель, значит, в нем, скорее всего, образовалась трещина. Стоит отметить, что громкость шумов напрямую зависит от оборотов двигателя и нагрузки на него. Подобная неисправность устраняется либо заменой испорченной детали, либо при помощи сварки. Специалисты рекомендуют первый вариант.

Замена глушителя начинается с тщательного выбора нового комплекта системы выпуска. Настоятельно рекомендуется использовать только оригинальные образцы с завода-изготовителя. В противном случае, если по какой-то причине был выбран глушитель на ВАЗ другой конструкции, отличной от оригинала, автовладельцу придется повторно регулировать систему питания.

После того как глушитель ВАЗ 2114 был приобретен, автомобиль необходимо установить на смотровую яму (эстакаду). Болты, соединяющие обжимную муфту, следует смочить специальной технологической жидкостью типа WD. Если ее под рукой не оказалось, можно использовать моторное масло или тормозную жидкость.

Это даст возможность устранить закоксованность резьбовых соединений и относительно легко, с помощью гаечных ключей, демонтировать глушитель ВАЗ. Затем необходимо снять обжимную муфту и уплотнительное кольцо. После этого останется только снять глушитель со специальных резиновых подушек и извлечь его из системы.

Монтаж и крепление нового элемента взамен старого выполняются в обратном порядке. После окончания всей операции следует включить двигатель автомобиля и проверить, стучит глушитель или нет.

Тюнинг выхлопной системы

В настоящее время многие автомобилисты, которые предпочитают использовать тюнинг для улучшения технических характеристик своих машин, активно интересуются установкой прямоточных систем выхлопа ВАЗ 2114. Благодаря применению подобной опции можно заметно нарастить мощность силового агрегата автомобиля. Монтаж прямотока представляет собой отдельный элемент форсирования автомобильного двигателя.

В основе прямоточного процесса лежит ускорение выхода отработанных газов из выхлопных труб при отсутствии сколько-нибудь существенного сопротивления их движению. Создавая разрежение в выхлопной системе, газы еще сильнее вытягивают новые порции выхлопов из камеры сгорания двигателя, что, в свою очередь, ведет к ускоренному поступлению в цилиндры нового топлива.

За счет такого увеличения скорости процесса происходит наращивание мощности силовой установки. При этом прямоточный автомобильный глушитель создает такое сопротивление, которое всего на 10% больше соответствующего показателя выхлопного узла, совсем не имеющего глушителя.

Для сравнения: аналогичный показатель сопротивления в стандартном обратнопоточном глушителе достигает 70%. Благодаря оснащению системы выхлопа ВАЗ 2114 специальным прямоточным глушителем можно повысить мощность мотора на 5-7%. Причем это достигается даже без изменения конструкции топливной системы, на что нужны немалые деньги.

Следует иметь в виду, что дополнительная реконструкция выпускной системы не терпит легкомысленного к себе отношения. Если и решаться на тюнинг своими руками, то только при наличии соответствующих навыков и практического опыта. Если ничего этого нет, лучше обратиться за помощью к специалистам.

Выхлопная система, несмотря на свою относительную простоту и на первый взгляд функциональную второстепенность, представляет собой важное звено в работе автомобиля. Без нее эффективная и безопасная эксплуатация машины фактически невозможна.

Источники: http://ladamaster.com/vykhlopnaya-sistema-vaz-2114, http://emex52.ru/ustrojstvo-vyxlopnoj-sistemy-vaz-2114.html, http://expertvaz.ru/2114/vyhlopnaya-sistema-konstrukciya.html

ladafakt.ru

Система выпуска отработавших газов

Изобретение относится к системе выпуска отработавших газов. Система (1) выпуска отработавших газов (ОГ) по меньшей мере с одним компонентом (2) нейтрализации ОГ, по меньшей мере одним выпускным трубопроводом (3), по меньшей мере одним присоединительным устройством (4) для подсоединения системы (1) выпуска ОГ к двигателю внутреннего сгорания (ДВС) (5) автомобиля (6) и по меньшей мере одним крепежным элементом (7) для дополнительного крепления системы (1) выпуска ОГ на автомобиле (6). По меньшей мере один компонент (2) нейтрализации ОГ в закрепленном состоянии выполнен с возможностью возбуждения колебаний с первым диапазоном резонансных частот, составляющим по меньшей мере 50 Гц и менее 300 Гц. Также раскрыт автомобиль (6) с системой (1) выпуска отработавших газов (ОГ) по одному из предшествующих пунктов и способ эксплуатации автомобиля (6) с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) (5) и системой (1) выпуска отработавших газов (ОГ). Техническим результатом изобретения является эффективная эксплуатация компонента (2) нейтрализации ОГ и уменьшаются затраты на его техобслуживание. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к системе выпуска отработавших газов (ОГ) с компонентом нейтрализации ОГ, выпускным трубопроводом, присоединительным устройством и крепежным элементом. Кроме того, описывается автомобиль с системой выпуска ОГ и способ эксплуатации автомобиля.

Компоненты нейтрализации ОГ в системах выпуска ОГ двигателей внутреннего сгорания (ДВС) могут выполнять различные функции. Так, например, компоненты нейтрализации применяются в качестве носителей катализатора, в качестве адсорбера, в качестве фильтра, в качестве смесителей потока и/или в качестве сепаратора частиц. Обычно эти компоненты нейтрализации ОГ имеют проходимые для текучей среды проходы или каналы, которые, при необходимости, по меньшей мере, частично имеют (каталитическое) покрытие и/или образованы фильтрующим материалом. ОГ, который входит в канал, отклоняющими структурами может быть также побужден к тому, чтобы частично проходить стенки канала, так что достигаются, например, фильтрующие материалы или сепарационные поверхности для частиц и/или тесный контакт с каталитически активной поверхностью. Осажденные частицы сажи, зола и/или углеродные частицы за счет высоких температур ОГ в присутствии NO2 (диоксид азота) и/или посредством каталитически действующего покрытия могут быть, по меньшей мере, частично преобразованы.

Однако бывает так, что осажденные частицы сажи и/или углеродные частицы или же зола преобразуются неполностью. Если такие непреобразованные остатки скапливаются в фильтрующем материале и/или на стенках канала, прежде всего, в местах перехода между соседними каналами, компонент нейтрализации ОГ может, по меньшей мере, частично засориться. Это может привести к увеличенному падению давления ОГ над компонентом нейтрализации ОГ и поэтому к уменьшению эффективности ДВС. Кроме того, причем каталитически активная поверхность может быть частично покрыта и тем самым уменьшена, что также нежелательно.

Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы, по меньшей мере, частично решить указанные со ссылкой на уровень техники проблемы и, прежде всего, указать систему выпуска ОГ, с помощью которой может происходить устранение непреобразуемых в газообразные вещества частиц (как, например, золы) из критических областей системы выпуска ОГ.

Эта задача решена посредством системы выпуска ОГ и способом согласно признакам независимых пунктов формулы изобретения. Другие благоприятные варианты осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения и в дальнейшем описаны более подробно. Следует указать на то, что приведенные отдельно в независимых пунктах формулы признаки могут быть комбинированы между собой любым технологически рациональным образом и определяют дополнительные варианты осуществления изобретения. Кроме того, указанные в формуле изобретения признаки уточняются и поясняются более детально в описании, причем представляются другие предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Задача решена посредством системы выпуска ОГ по меньшей мере с одним компонентом нейтрализации ОГ, по меньшей мере одним выпускным трубопроводом, по меньшей мере одним присоединительным устройством для присоединения системы выпуска ОГ к ДВС автомобиля и по меньшей мере одним крепежным элементом для дополнительного крепления системы выпуска ОГ на автомобиле, причем по меньшей мере один компонент нейтрализации ОГ в закрепленном состоянии выполнен с возможностью возбуждения колебаний с первым диапазоном резонансных частот менее 300 Гц [1/сек], предпочтительно менее 150 Гц, причем компонент нейтрализации ОГ в закрепленном состоянии предпочтительно выполнен с возможностью возбуждения колебаний с первым диапазоном резонансных частот по меньшей мере 50 Гц.

Под компонентом нейтрализации ОГ подразумевается, прежде всего, по меньшей мере один из следующих компонентов: сотовое тело, фильтр, сепаратор, носитель катализатора, адсорбер или смеситель потока. Эти компоненты нейтрализации ОГ расположены в выпускном трубопроводе или же трубопроводе для возврата ОГ соотнесенной с ДВС системы выпуска ОГ и поэтому подвержены воздействию ОГ. При этом компонент нейтрализации ОГ соединен с выпускным трубопроводом, например, с силовым замыканием, и/или с геометрическим замыканием, и/или сплошным образом, или же находится в контакте с ним.

Под присоединительным устройством подразумеваются элементы, через которые система выпуска ОГ непосредственно соединяется или контактирует с ДВС. Присоединительное устройство может быть выполнено в виде фланца, который привинчивается к ДВС. Но присоединительное устройство также может быть реализовано через сварное соединение системы выпуска ОГ с ДВС. Обычно к присоединительному устройству примыкает выпускной трубопровод, через который направляется ОГ и в котором расположен по меньшей мере один компонент нейтрализации ОГ. Система выпуска ОГ посредством по меньшей мере одного другого крепежного элемента соединена с автомобилем. По меньшей мере один крепежный элемент может обеспечивать жесткое или упругое соединение системы выпуска ОГ с автомобилем. По меньшей мере один крепежный элемент предусмотрен, прежде всего, на днище кузова автомобиля и содержит, например по меньшей мере один держатель, который фиксирует систему выпуска ОГ на удалении от ДВС в желаемом положении.

Под закрепленным состоянием подразумевается прежде всего то, что система выпуска ОГ закреплена на присоединительном устройстве и по меньшей мере одном крепежном элементе в соответствии с применением по назначению. Таким образом, для определения резонансной частоты система выпуска ОГ либо в соответствии с назначением установлена в автомобиле, либо закреплена в испытательном стенде как при применении по назначению.

Резонансные частоты по меньшей мере одного компонента нейтрализации ОГ системы выпуска ОГ, во-первых, могут быть определены числовым способом при моделировании. Кроме того, также является возможным экспериментальное определение резонансных частот расположенных в системе выпуска ОГ компонентов нейтрализации ОГ. Для этого система выпуска ОГ, закрепленная как при эксплуатации ДВС, например, в ортогональных относительно друг друга направлениях в количестве до трех (3), одно за другим возбуждается источником колебаний амплитудой по меньшей мере 1 мм [миллиметр] в направлении пространства. Источник колебаний проходит частоту возбуждения, например, от 1 Гц до 16000 Гц. Для определения резонансной частоты измеряется амплитуда колебаний в различных местах системы выпуска ОГ, прежде всего на компонентах нейтрализации ОГ, в качестве функции частоты возбуждения. Частота, при которой определяются максимальные амплитуды, обозначается как резонансная частота.

В качестве диапазона резонансных частот обозначается частотный интервал в 10 Гц, предпочтительно в 5 Гц, особо предпочтительно в 2 Гц, который центрально окружает резонансную частоту. В качестве альтернативы диапазон резонансных частот может быть определен через полуширину резонансной частоты в представлении амплитуды колебаний через возбуждение частоты, причем диапазону резонансных частот соответствует максимально 10-кратная, предпочтительно максимально 5-кратная, особо предпочтительно максимально 3-кратная величина полуширины.

Колебания системы выпуска ОГ могут возбуждаться посредством вибраций. Колебания могут характеризоваться амплитудой и частотой в заданном месте системы выпуска ОГ. При этом амплитуда и частота не должны обязательно совпадать во всех местах системы выпуска ОГ. Колебания с частотами в первом диапазоне резонансных частот — это прежде всего такие колебания, которые совершает компонент нейтрализации ОГ как целое, то есть прежде всего такие колебания, с которыми вибрирует корпус компонента нейтрализации ОГ из своего положения покоя. С колебаниями корпуса из его положения покоя заодно вибрируют и все детали компонента нейтрализации ОГ. Демпфировано установленные в корпусе детали при определенных условиях вибрируют с меньшей амплитудой, чем сам корпус. Однако является предпочтительным, чтобы колебания с частотой в первом диапазоне резонансных частот переносились без демпфирования на все детали. Но также является возможным, что жесткие структуры системы нейтрализации ОГ, как, например, корпус вибрируют с относительно малой амплитудой, в то время как мягкие элементы компонента нейтрализации ОГ, такие как, например, фильтрующий материал, вибрируют с большей амплитудой. Таким образом, за счет колебаний компонента нейтрализации ОГ происходит возбуждение колебаний также и осажденных в компоненте нейтрализации ОГ частиц золы и/или частиц сажи. В связи с их отличной от места отложения инерцией осажденные частицы могут отделяться от места отложения и попадают, например, обратно в поток ОГ.

В результате возбуждения компонента нейтрализации ОГ частотой в первом диапазоне резонансных частот компонент нейтрализации ОГ совершает колебания с большой амплитудой, в результате чего частицы отделяются от их мест отложения.

Первый диапазон резонансных частот менее 300 Гц и прежде всего менее 150 Гц выбирается так, что колебания по меньшей мере одного компонента нейтрализации ОГ, по меньшей мере, при пуске или выключении ДВС являются возбуждаемыми посредством вибраций ДВС. Поскольку ДВС при пуске проходит вибрации с частотами от 0 Гц до частот в 300 Гц, которые могут быть ассоциированы с числом оборотов холостого хода, компонент нейтрализации ОГ при работе ДВС по меньшей мере один раз очищается за счет вибраций. Если диапазон резонансных частот составляет более чем 50 Гц, возбуждение колебаний компонента нейтрализации ОГ предотвращается колебаниями, которые возникают в результате неровностей дорожного покрытия во время движения.

Предпочтительно частоты из первого диапазона резонансных частот достигаются расчетом по меньшей мере двух из следующих компонентов:

— присоединительное устройство,

— крепежный элемент,

— масса компонента нейтрализации ОГ,

— выпускной трубопровод.

То есть прежде всего механические свойства указанных выше компонентов согласуются (между собой) так, что реализуется первый диапазон резонансных частот величиной менее 300 Гц или даже менее 150 Гц. Под механическими свойствами прежде всего имеются в виду масса, прочность на изгиб, модуль упругости компонентов и/или мест их соединения.

Предпочтительно по меньшей мере один компонент нейтрализации ОГ имеет проходимые для текучей среды каналы со стенками, которые, по меньшей мере, частично образованы фильтрующим материалом, и множество вдающихся в каналы структур. По выполненному таким образом компоненту нейтрализации ОГ текущая по каналу текучая среда может проходить к соседнему каналу через фильтрующий материал, который поглощает частицы и/или золу. В предпочтительной конструктивной форме каналы расположены слоями. Таким образом, ОГ может быть отклонен в двух ортогональных друг другу направлениях. При этом является благоприятным, если по меньшей мере один компонент нейтрализации ОГ может колебаться по меньшей мере в одном направлении отклонения. При этом осажденные в фильтрующем материале частицы сажи и/или углеродные частицы могут ускоряться в обоих направлениях из положения покоя в сторону канала. «Открытая» форма такого сепаратора частиц имеет то преимущество, что может быть удалена и зола за счет того, что в результате вибрации она транспортируется к открытому выходу и покидает сепаратор частиц. Для более детального описания этих так называемых открытых фильтров побочного потока следует указать на известные патентные публикации заявителя. При этом прежде всего делается ссылка на WO 00/00326 А1 или WO 2005/099867 А1, содержание которых может быть привлечено к характеризации этого открытого фильтра побочного потока.

Согласно еще одному благоприятному варианту системы выпуска ОГ по меньшей мере один компонент нейтрализации ОГ имеет по меньшей мере одну деталь, которая имеет второй диапазон резонансных частот величиной более чем 500 Гц, предпочтительно более чем 800 Гц, особо предпочтительно более чем 1000 Гц. В противоположность первому диапазону резонансных частот, который характеризует поведение закрепленного компонента нейтрализации ОГ в системе выпуска ОГ, второй диапазон резонансных частот характеризует деталь самого компонента нейтрализации ОГ. Деталями по меньшей мере одного компонента нейтрализации ОГ прежде всего являются структуры и/или стенки каналов, прежде всего фильтрующий материал. Таким образом, второй диапазон резонансных частот находится за пределами обычно производимых ДВС частот вибрации. Поэтому в самих по себе деталях компонента нейтрализации ОГ (то есть прежде всего без соответствующей резонансной вибрации выпускного трубопровода в этой области) не может происходить возбуждение колебаний со стороны ДВС, в результате чего предотвращается нежелательное возбуждение колебаний деталей во время движения.

Второй диапазон резонансных частот определяется прежде всего посредством того, что закрепленный компонент нейтрализации ОГ возбуждается вибрацией, причем регистрируются колебания отдельных деталей в зависимости от частоты возбуждающих колебаний.

Является благоприятным, если по меньшей мере с одним компонентом нейтрализации ОГ соотнесен вибрационный элемент, который может возбуждать колебания компонента нейтрализации ОГ с частотой во втором диапазоне резонансных частот. За счет колебаний осажденные в компоненте нейтрализации ОГ частицы отделяются от места отложения. С помощью вибрационного элемента компонент нейтрализации ОГ дополнительно к вызываемым ДВС при пуске или же выключении вибрациям может целенаправленно очищаться во время работы ДВС.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается автомобиль с системой выпуска ОГ согласно изобретению.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предлагается способ эксплуатации автомобиля с ДВС и системой выпуска ОГ, в котором ДВС в процессе пуска эксплуатируют так, что вибрации возбуждаются так долго, что они переносятся на компонент нейтрализации ОГ, в котором происходит возбуждение колебаний в диапазоне резонансных частот менее 150 Гц, так что он освобождается от частиц. Такой способ реализуется прежде всего за счет того, что при пуске двигателя соответствующим образом выбирают момент времени и длительность впрыска.

Далее изобретение и технический контекст в качестве примера поясняются на фигурах. Следует указать на то, что на фигурах показаны особо предпочтительные варианты осуществления изобретения, которое, однако, ими не ограничено. Схематически показано на:

Фиг.1: автомобиль с системой выпуска ОГ согласно изобретению,

Фиг.2: фрагмент компонента нейтрализации ОГ.

На фиг.1 схематически показан автомобиль 6 с ДВС 5 и системой 1 выпуска ОГ. Система 1 выпуска ОГ имеет выпускной трубопровод 3 с двумя интегрированными компонентами 2 нейтрализации ОГ, присоединительное устройство 4 и два крепежных элемента 7. Система 1 выпуска ОГ через присоединительное устройство 4 подсоединена к ДВС 5 и посредством крепежных элементов 7 дополнительно соединена с автомобилем 6. Кроме того, на выпускном трубопроводе 3 расположены детекторы 17, которые линиями 18 передачи данных соединены с блоком 19 управления. Кроме того, с одним компонентом 2 нейтрализации ОГ соотнесен вибрационный элемент 9, который также линией 18 передачи данных соединен с блоком 19 управления. К тому же блок 19 управления соединен с ДВС 5.

Механические свойства компонента 2 нейтрализации ОГ, выпускного трубопровода 3, присоединительного устройства 4 и крепежного элемента 7 согласованы между собой таким образом, что по меньшей мере один компонент 2 нейтрализации ОГ имеет первый диапазон резонансных частот величиной менее 300 Гц или даже менее 150 Гц, но более 50 Гц. Таким образом обеспечено то, что при пуске ДВС 5 посредством переноса вибраций ДВС 5 на систему 1 выпуска ОГ происходит возбуждение колебаний по меньшей мере одного компонента 2 нейтрализации ОГ, так что осажденные в компоненте 2 нейтрализации ОГ частицы отделяются. Но во время движения возбуждение колебаний предотвращается посредством неровностей дорожного полотна. Таким образом, возбуждение колебаний компонента 2 нейтрализации ОГ во время холостого хода ДВС 5 и/или под нагрузкой может быть (если это желательно) практически предотвращено. Блок 19 управления управляет при пуске ДВС 5 процессами впрыска таким образом, что предпочтительно возбуждаются колебания с частотами из первого диапазона резонансных частот.

Детекторы 17 определяют такие параметры ОГ, такие как давление, температура и/или состав ОГ, в выпускном трубопроводе 3 и передают их на блок 19 управления. Блок 19 управления может через задаваемые интервалы и/или при задаваемых параметрах ДВС 5 и/или при задаваемых параметрах ОГ давать вибрационному элементу 9 сигнал к совершению вибраций. Вибрационный элемент 9 совершает прежде всего колебания с частотой более 500 Гц [1/сек]. Частота других колебаний может быть установлена так, что компонент 2 нейтрализации ОГ возбуждается частотой во втором диапазоне резонансных частот деталей 8 компонента 2 нейтрализации ОГ. Компонент 2 нейтрализации ОГ может попеременно возбуждаться вибрационным элементом 9 с разными частотами. При этом возбуждающая амплитуда вибрационного элемента 9 предпочтительно меньше 1 мм. При этом во время эксплуатации ДВС 5 проводится очистка компонента 2 нейтрализации ОГ, так что осажденные в компоненте 2 нейтрализации ОГ, при регенерации не превращенные, частицы отделяются и уносятся потоком ОГ ДВС. Вибрационный элемент 9 может быть, например, пьезоэлектрическим элементом или электрическим мотором.

На фиг.2 показан фрагмент компонента 2 нейтрализации ОГ. Компонент 2 нейтрализации ОГ имеет каналы 11, в которые ОГ втекает в первоначальном направлении 16 потока. Каналы 11 образуются стенками 13 каналов, которые имеют проходы 15 и частично образованы фильтрующим материалом 12. Кроме того, стенки 13 каналов могут иметь структуры 14 (например, волнистую металлическую фольгу), которые отклоняют ОГ. Стрелки показывают направление потока ОГ. ОГ несет с собой частицы 10 и отклоняется структурами 14 так, что частицы 10 могут осаждаться в фильтрующем материале 12. Как правило, частицы сажи и зола в процессе регенерации компонента 2 нейтрализации ОГ превращаются в диоксид углерода и азот. Однако может быть так, что это превращение происходит неполностью, и вследствие этого фильтрующий материал 12 и/или проходы 15 засоряются. Такое засорение при определенных условиях увеличивает падение давления в компоненте 2 нейтрализации ОГ. В результате возбуждения к вибрациям компонента 2 нейтрализации ОГ во время пуска или же выключения ДВС 5 осажденные частицы 10 могут отделяться и попадать обратно в поток ОГ. Таким образом эффективно предотвращается засорение компонента 2 нейтрализации ОГ.

Настоящее изобретение делает возможным прежде всего удаление остатков золы из компонента 2 нейтрализации ОГ во время пуска автомобиля 6, благодаря чему уменьшаются затраты на его техобслуживание и долгосрочно является возможной эффективная эксплуатация компонента 2 нейтрализации ОГ.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 — Система выпуска ОГ

2 — Компонент нейтрализации ОГ

3 — Выпускной трубопровод

4 — Присоединительное устройство

5 — ДВС

6 — Автомобиль

7 — Крепежный элемент

8 — Деталь

9 — Вибрационный элемент

10 — Частица

11 — Канал

12 — Фильтрующий материал

13 — Стенка канала

14 — Структуры

15 — Проход

16 — Направление потока

17 — Детектор

18 — Линия передачи данных

19 — Блок управления

1. Система (1) выпуска отработавших газов (ОГ) по меньшей мере с одним компонентом (2) нейтрализации ОГ, по меньшей мере одним выпускным трубопроводом (3), по меньшей мере одним присоединительным устройством (4) для подсоединения системы (1) выпуска ОГ к двигателю внутреннего сгорания (ДВС) (5) автомобиля (6) и по меньшей мере одним крепежным элементом (7) для дополнительного крепления системы (1) выпуска ОГ на автомобиле (6), причем по меньшей мере один компонент (2) нейтрализации ОГ в закрепленном состоянии выполнен с возможностью возбуждения колебаний с первым диапазоном резонансных частот, составляющим по меньшей мере 50 Гц и менее 300 Гц.

2. Система (1) выпуска ОГ по п.1, в которой колебания по меньшей мере одного компонента (2) нейтрализации ОГ, по меньшей мере, при пуске или выключении ДВС (5) являются возбуждаемыми с первым диапазоном резонансных частот за счет вибраций ДВС.

3. Система (1) выпуска ОГ по п.1 или 2, в которой по меньшей мере два из следующих компонентов выполнены так, что достигаются резонансные частоты из первого диапазона резонансных частот:
— присоединительное устройство (4)
— крепежный элемент (7),
— компонент (2) нейтрализации ОГ,
— выпускной трубопровод (3).

4. Система (1) выпуска ОГ по п.1 или 2, в которой по меньшей мере один компонент (2) нейтрализации ОГ имеет по меньшей мере одну деталь (8), которая имеет второй диапазон резонансных частот более 500 Гц.

5. Система (1) выпуска ОГ по п.1 или 2, в которой по меньшей мере с одним компонентом (2) нейтрализации ОГ соотнесен вибрационный элемент (9), который может возбуждать колебания компонента (2) нейтрализации ОГ с частотой во втором диапазоне резонансных частот.

6. Автомобиль (6) с системой (1) выпуска отработавших газов (ОГ) по одному из предшествующих пунктов.

7. Способ эксплуатации автомобиля (6) с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) (5) и системой (1) выпуска отработавших газов (ОГ), в котором ДВС (5) в процессе пуска эксплуатируют так, что вибрации ДВС (5) возбуждаются так долго, что они переносятся на компонент (2) нейтрализации ОГ, в котором происходит возбуждение колебаний в первом диапазоне резонансных частот, составляющем по меньшей мере 50 Гц и менее 150 Гц, так что он освобождается от частиц (10).

findpatent.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *