10.13 Нейтрализация отработавших газов

Нейтрализация отработавших газов

Пример Duratec-HR: два лямбда-датчика в карбюраторных двигателях

1 — Предвключенный лямбда-датчик, 2 — Послевключенный лямбда-датчик,	3 — Катализатор, 4 — Дополнительный глушитель шума.

Химическим путем делает до 90 % составных частей отработавшего газа безвредными: трехходовой катализатор

1 из 2 СО + О₂ получается СО₂; из 2 С₂Н₆ + 7 О₂ стало 4 СО₂ + 6 Н₂О; из 2 NO + 2 CO получается N₂ + CO₂.

1 — Лямбда-датчик, 2 — Керамический монолит, 3 — Эластичное металлическое сплетение,	4 — Теплосодержащие двойные чаши, 5 — Платинородиевое покрытие, 6 — Керамический или металлический несущий корпус.

В основном топливо состоит из таких компонентов, как углерод и водород. При сгорании в двигателе углерод соединяется с кислородом из воздуха, образуя двуокись углерода (СО₂), а водород (Н) с тем же кислородом (О₂) создает воду (Н₂О). Из одного литра топлива возникает примерно 0,9 литра воды. Она удаляется в виде невидимого водяного пара из выхлопной системы. Однако зимой при холодном пуске можно часто наблюдать белые выхлопные облака – косвенный признак конденсированной воды.

Mondeo с регулирующим катализатором – дизель с катализатором окисления – все Mondeo с системой рециркуляции ОГ

Все Mondeo с бензиновыми двигателями ездят сегодня с одним регулирующим катализатором, включая и систему рециркуляции отработавших газов. Напротив, дизельные варианты имеют у себя на борту один катализатор окисления и систему рециркуляции отработанных газов. Регулирующий катализатор снижает долю окиси углерода примерно на 85 %, углеводорода на 80 и окислов азота на почти 70 %. Катализатор окисления оставляет в покое окислы азота (об этом думает система рециркуляции). Обозначение регулируемый указывает на то, что эмиссия отработанного газа, не та как с катализатором окисления, во время эксплуатации активно измеряется и в зоне предписанного нормами минимума корректируется. С ростом пройденного пути (пробега) каждый катализатор, однако, теряет свое влияние.

Измеряет содержание кислорода в отработанном газе – лямбда-датчик

Чтобы сократить время реакции ядовитого шпика, в Mondeo непосредственно в коллекторе отработанных газов и позади катализатора встраивается кислородный датчик. Он непрерывно анализирует остаточное содержание кислорода в отработанном газе. Свои сведения он посылает в электронный блок управления: в зависимости от текущих измерений бортовой компьютер устанавливает состав топливовоздушной горючей смеси (бедная, богатая). Это выполняется в быстро сменяющейся последовательности. Избыток воздуха для сгорания углеводорода, недостаток воздуха для снижения окислов азота. Регулируемые отработанные газы проходят катализатор, который – как уже сказано выше – преобразует их в двуокись углерода, водяной пар и азот.

Рабочие температуры катализатора

Для того чтобы функционировали катализатор и лямбда-датчик, необходимо достигнуть их рабочих температур (катализатор: около 300 С). Эту работу выполняют горячий отработанный газ в течение 25–80 секунд. Однако на слишком сильный нагрев реагируют эти оба элемента очень чувствительно. Например, тогда, когда несгоревшие остатки горючей смеси воспламеняются в горячем катализаторе (перебои в зажигании), температуры внутри могут повыситься до опасных значений. Постоянство температуры в районе 1200 С может преждевременно состарить катализатор, при температурах свыше 1400 С керамический корпус расплавляется и лямбда-датчик при этом слишком нагревается. Оплавленный катализатор можно разоблачить с помощью хороших ушей по шипящим выпускным шумам – это обусловлено повышенным противодавлением отработанного газа – и резкими потерями мощности. Сразу займитесь выяснением причин, иначе и у нового катализатора под вашим Mondeo будет короткая жизнь, а выпускные клапаны в головке блока цилиндров сгорят за очень короткое время.
Обратите внимание на перебои в зажигании: особенно при переключениях с высоких передач или съездах по горным дорогам в режиме принудительного холостого хода – если из выхлопной системы раздаются звуки, основательно докопайтесь до причины этого явления.