Системы рециркуляции отработавших газов и вторичного воздуха

Идеальный автомобиль внутреннего сгорания мог бы подавать точное количество топлива и воздуха в камеру сгорания и не возвращал бы ничего, кроме воды и углекислого газа. Не было бы ни несгоревшего топлива, ни кислорода. Это также будет при правильной температуре, чтобы оксиды («гиперактивный» кислород, активируемый более высокими температурами), не соединялись с азотом и углеродом с образованием оксидов азота (NOx) и монооксида углерода (CO). Этому идеальному автомобилю не нужно устройство контроля выбросов.

К сожалению, мы еще не там. В то же время у нас есть системы рециркуляции отработавших газов (EGR), впрыск вторичного воздуха и каталитические нейтрализаторы.

Системы рециркуляции отработавших газов

Системы рециркуляции отработавших газов подают небольшое количество инертного газа в камеру сгорания, чтобы разбавить воздушно-топливную смесь и снизить температуру до уровня, при котором NOx не образуется. Поскольку выхлопные газы обычно не сгорают, это снижает температуру сгорания и снижает выбросы NOx из двигателя.

В отличие от старых систем рециркуляции отработавших газов, современные системы рециркуляции отработавших газов работают постоянно, а не только во время замедления или в условиях закрытой дроссельной заслонки. В новых автомобилях с изменяемыми фазами газораспределения как на выпускном, так и на впускном распределительных валах можно регулировать фазы газораспределения таким образом, чтобы небольшое количество выхлопных газов всасывалось обратно в камеру во время такта впуска.

Системы подачи вторичного воздуха

Системы впрыска вторичного воздуха закачивают наружный воздух в поток выхлопных газов, чтобы можно было сжечь несгоревшее топливо. Ранние воздушные системы имели воздушный насос с ременным приводом. Новые аспирационные системы используют вакуум, создаваемый выхлопным импульсом, для втягивания воздуха в трубу. В новейших системах для нагнетания воздуха используется электродвигатель. Эти системы имеют решающее значение для срока службы каталитического нейтрализатора.

Системы электродвигателей можно найти на многих новых автомобилях, таких как серия GM LS, Toyota V8 и калифорнийские автомобили Ford V6 V6 3,8 и 2,0 с четырьмя цилиндрами. Эти системы обычно активны в течение первых 20–120 секунд работы двигателя, нагнетая воздух вниз по потоку в выпускные коллекторы для окисления углеводородов и угарного газа, образующихся при работе на обогащенной смеси при запуске. Система впрыскивает правильное количество воздуха, используя такие входные данные, как температура охлаждающей жидкости, температура воздуха и кислородные датчики.

Катализатор 

В идеальных условиях трехкомпонентный катализатор может сократить примерно от 50 до 95 % выбросов NOx и 99,9 % несгоревшего топлива. Это последняя остановка для загрязняющих веществ, и если система выбросов выше по течению нарушена, она может лишь частично компенсировать увеличение выбросов выхлопных газов.

Диагностика

Чтобы правильно диагностировать автомобиль с высоким уровнем выбросов, вы должны смотреть на него как инженер, который смотрит на всю систему, от воздухозаборника до выхлопной трубы. Когда транспортное средство спроектировано, оно должно соответствовать определенному уровню выбросов. Для этого команда инженеров сбалансирует системы и заставит их работать слаженно, чтобы цена была доступной.