Система выпуска отработавших газов

Глушители. В глушителях используют два способа снижения уровня звука: диссипативный и реактивный. Первый основан на преобразовании звуковой энергии в тепловую за счет протекания газов через перфорированные перегородки, которые дробят поток газов и снижают его пульсацию. При реактивном способе исполь­зуется ряд акустических камер (резонаторы), в которых энергия шума гасится за счет изменения скорости движения отработавших газов в разных по объему камерах, через которые они проходят. Чаще всего используют комбинацию этих способов.

На автомобиле КамАЗ дополнительно установлен моторный тормоз. При торможении автомобиля двигателем заслонка в вы­пускном трубопроводе перекрывает выход отработавших газов, что обеспечивает дополнительное сопротивление движению пор­шней в цилиндрах. При этом автоматически выключается подача топлива.

На автомобили сельскохозяйственного назначения обязательно устанавливают искрогаситель, направляющий раскаленные час­тички сажи на стенки и перегородки глушителя. В результате уда­ра их энергия передается относительно холодным стенкам, и час­тички гаснут.

Нейтрализаторы служат для снижения концентрации в отрабо­тавших газах токсических компонентов. Основными токсически­ми веществами в отработавших газах являются оксид углерода СО, группа оксидов азота NО_x (основной из них NО₂) и углеводороды СН.

Различают термические и каталитические нейтрализаторы. В термических нейтрализаторах происходят полное восстановление СО в СО₂ и догорание СН. Угарный газ СО обладает значительной теплотой сгорания, но горит при температуре выше 700 'С. Для его сжигания в термоизолированной камере подогревают (при не­обходимости) отработавшие газы и подают в нее дополнительную порцию свежего воздуха. Применение дополнительной подачи топлива для подогрева и нагнетание воздуха приводят к увеличе­нию расхода топлива до 15 %.

Наиболее распространены каталитические нейтрализаторы. Они основаны на понижении энергии, выделяющейся при хими­ческих процессах окисления токсических веществ, за счет приме­нения катализаторов (платины, палладия, родия).

Каталитические нейтрализаторы делят по следующим призна­кам: по типу — окислительные (для СО и СН), восстановительные (для N0*) и трехкомпонентные; назначению — главные и пуско­вые; исполнению — одно- и двухкамерные; материалу носителя — с керамическим или металлическим носителем; по типу катализа­тора — с благородными металлами и обычными материалами.

Чаще всего применяют трехкомпонентные нейтрализаторы, которые нейтрализуют все три токсина (СО, СН и КО_Х). Эти ней­трализаторы наиболее эффективно работают с λ-зондами, однако и без них способны снизить выбросы токсинов на 50%. λ-Зонд (λ-датчик) — это прибор, позволяющий определить в отработав­ших газах количество свободного кислорода. По полученным дан­ным электронный микропроцессор определяет коэффициент из­бытка воздуха а.

Устройство каталитического нейтрализатора. В металличес­ком корпусе его находится носитель, покрытый активным катали­тическим слоем. Носитель может быть насыпной и монолитный керамический или металлический. Чаще всего применяют моно­литные нейтрализаторы из термостойкой керамики. В их корпусе выполнены каналы квадратного сечения. В разных конструкциях на 1 см² приходится 31, 46, 62, 93 канала. Поверхности каналов покрыты тонкой пленкой катализатора — платиной, палладием, родием. Соотношение платины и родия 5:1. На один нейтрализа­тор требуется 1,5...3 г благородных металлов. Платина способству­ет окислительным процессам (переводу СО в СО₂), родий — вос­становлению азота из его оксидов. Слоем благородных металлов покрывают предварительно нанесенный на керамику слой из ок­сида алюминия, который увеличивает эффективную поверхность катализатора и стимулирует ускорение реакций.

Чтобы повысить сопротивление керамики ударным нагрузкам, а также компенсировать больше, чем у керамики, термическое расширение, между корпусом и перегородками помещают набив­ку из высоколегированной проволоки.

Нормальная работа нейтрализаторов происходит при темпера­туре 250 'С, т. е. после длительного прогрева двигателя. Наиболее эффективно они работают при 400...800 'С. При более высокой температуре происходит спекание промежуточного слоя с катали­затором.

Разработаны нейтрализаторы с носителем из жаропрочных аус-тенитных сталей, легированных хромом, алюминием, цирконием и кальцием. Фольга из этой стали толщиной 0,04...0,05 мм сверну­та в рулон, который припаян к металлическому корпусу. Эти ней­трализаторы имеют следующие преимущества: быстрый прогрев до рабочей температуры, статическую и динамическую прочность, термическую стойкость, малое гидравлическое сопротивление.

Чтобы обеспечить эффективную работу нейтрализатора, нужно выполнить следующие условия: поддерживать в необходимых пре­делах коэффициент избытка воздуха, работать в определенном ди­апазоне температур отработавших газов, не превышать заданного соотношения объема отработавших газов и объема нейтрализатора. При нарушении состава смеси, например при выходе из строя одной из свечей зажигания, в нейтрализатор пойдет обогащенная смесь, которая будет гореть в нем. Это может привести к выходу нейтрализатора из строя.