Реклама

Календарь записей
Февраль 2013
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Апр    
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728  

Экологическая система ЭСН

Нейтрализацию токсичных веществ в выпускном канале после их эвакуации из цилиндров можно реализовать с помощью различных газонейтрализаторов.На современных легковых автомобилях самыми распространенными в настоящее время являются комбинированные каталитические газонейтрализаторы (КГН).На рис. 20.9а показан комбинированный трех компонентный двухсекционный каталитический газонейтрализатор (КГН), состоящий из двух последовательно соединенных нейтрализаторов — восстановительного (ВГН) и окислительного (ОГН). В обоих случаях катализатором являются тонкие платино-ро-диевые пленки, нанесенные на внутреннюю поверхность сотовой керамики 2. Отработавшие газы пропускают через соты. Сотовое тело комбинированного газонейтрализатора разделено на две секции. Конструкция сот и линейные размеры секций несколько различны. Ряд КГН изготавливается с применением керамических гранул вместо сотовых секций. Но гранулы, как и соты, покрываются тонкой пленкой катализатора из благородного металла. Первая секция (по направлению движения отработавших газов) выполняет функции однокомпо-нентного высокотемпературного (600…800СС) восстановительного нейтрализатора (ВГН) для оксидов азота N0X. Здесь протекает химическая реакция 2N0 + 2С0 = N2 + 2C02, из которой видно, что восстановление азота N2 из моноокиси азота N0 происходит при наличии некоторого избытка угарного газа СО, который в данном случае является восстановительной средой. Таким образом, нейтрализация окиси азота N0 протекает более эффективно, если двигатель работает на несколько обогащенной ТВ-смеси (а = 0,95), а восстановительный нейтрализатор установлен до окислительного. Для более эффективной работы в некоторых конструкциях КГН (для мощных ДВС с большим объемом цилиндров) предусматривается подача дополнительного воздуха в секцию окислительного нейтрализатора через специальный штуцер.При сгорании более богатых ТВ-смесей (а < 0,9) в выхлопных газах образуется водород, который в этом случае работает так же, как восстановительная среда для моноокиси азота:2N0 + 5Н2 = 2NH3 + 2Н20, где NH3 — аммиак.Образовавшийся водный раствор аммиака способствует промывке труб и глушителя выпускной системы и выбрасывается в парообразном состоянии вместе с ОГ в атмосферу. Пары аммиака хотя и слабо токсичны, но менее опасны, чем оксиды азота N0X.Вторая секция — каталитический окислительный газонейтрализатор (ОГН). В ОГН происходит нейтрализация двух компонентов СО и СН.Комбинация из ВГН и ОГН представляет собой составной трехкомпонентный нейтрализатор, который конструктивно выполнен в одном моноблоке и устанавливается в выпускном тракте вместо переднего глушителя (рис. 20.9, б).Экологическая система автомобиля с нейтрализатором КГН работает только совместно с кислородным датчиком (или с двумя кислородными датчиками), так как главным условием нормального функционирования нейтрализатора КГН является требование строгого поддержания коэффициента избытка воздуха а в заданных пределах. Это возможно обеспечить при регулировании состава смеси в системах впрыска топлива с обратной связью по содержанию кислорода в ОГ (см. рис. 20.3).На выходе экологической системы ЭСН с нейтрализатором КГН и кислородным датчиком картина концентрации токсичных веществ резко отличается от концентрации этих веществ на входе. Выше, на рис. 20.4, приведены графики зависимости СН, СО, N0X от коэффициента избытка воздуха а для современной системы ЭСН. Из графиков видно, что концентрация всех токсичных веществ после их обработки в ЭСН с кислородным датчиком практически равна нулю. Но зона экологически чистой работы ДВС очень узкая — 0,99 < а < 1,01. При работе двигателя в режимах частичных нагрузок ширина «окна экологической безопасности» должна строго выдерживаться. Это достигается в электронной системе впрыска топлива высокой стабильностью работы всех составных ее частей.Важно отметить, что при работе холодного двигателя на обогащенных ТВ-смесях (пуск, прогрев) кислородный датчик в системе ЭСН отключается электронным блоком управления. Но даже в таком случае нормы выброса токсичных веществ не нарушаются, так как продолжает функционировать КГН перед которым дополнительно устанавливается адсорбер.Адсорбер — это накопитель токсиногенов, содержащий полиообменную смолу — цеолит. Пока двигатель не прогрет, цеолитовая смола адсорбирует (накапливает) токсичные вещества, которые после разогрева комбинированного газонейтрализатора КГН (до Т = 500…600°С) перетекают в первую его ступень (в ВГН).В последнее время стали применять и однокомпо-нентный накопитель для оксидов азота N0X, который выполнен из пористого алюминия, покрытого тонкой пленкой катализатора (например, родия). Родиево-алюминиевый накопитель (РАН) монтируется перед КГН, но в отличие от адсорбера с цеолитом может накапливать только N0X. Сброс накопленных в РАН оксидов азота происходит при повышенных нагрузках двигателя, когда температура ОГ заметно возрастает.РАН предназначен для использования совместно с системой впрыска бензина из группы «D» (непосредственный впрыск в камеру сгорания), которая обеспечивает работу автомобильного двигателя в режимах частичных нагрузок на очень бедных ТВ-смесях ( см. главу 18).В заключение следует подчеркнуть, что из всех проблем современного автомобильного двигателе-строения нейтрализация выхлопных отработавших газов самая злободневная.

Статьи по теме:

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться для отправки комментария.

Поиск по блогу