Системы нейтрализации отработавших газов

Для обезвреживания выхлопных газов бензинового двигателя применяют каталитический нейтрализатор. А как эту задачу решают на дизелях?

Назначение

Нейтрализатор отработанных газов предназначен для нейтрализации вредных веществ, находящихся в отработанных газах выпускной системы.

Источник: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-snizheniya-toksichnosti/nejtralizator-otrabotannyh-gazov/

Выхлопные газы

Во время работы различные системы автомобиля (ДВС, топливная, вентиляционная, а также ходовая часть) выделяют вредные вещества в виде газа и мелкодисперсной пыли. Часть из них – неядовитые соединения, которые содержатся в обычном воздухе. Другая часть является ядовитыми, токсичными и канцерогенными веществами, которые не только негативно влияют на окружающую среду, но и разрушают здоровье человека. Основные загрязнители:

1. СО (он же – оксид углерода, или угарный газ) не имеет цвета и запаха, однако приводит к патологии ЦНС, угнетению сердечно-сосудистой и дыхательной системы, и в концентрации 0,3% от объема воздуха приводит к летальному исходу. Возникает он в результате неполного сгорания топлива.
2. СН (углеводороды) – обширная группа соединений с общей структурой, которые возникают при неполном или недостаточно быстром сгорании топлива. К ним относятся парафин, олефин, альдегид, формальдегид, бензол, толуол, ксилол и прочие полициклические соединения. Эти мутагены и канцерогены разрушают органы дыхания и способствуют росту и развитию раковых клеток, в том числе рака крови – лейкемии.
3. NОх (окислы азота) – основная причина возникновения кислотных дождей, так как при соединении с водой образуются азотная и азотистая кислоты. Это один из серьезных канцерогенов, вызывающих раковые опухоли. Ядовитый газ разрушает органы дыхания и накапливается в крови. Образуется в момент сгорания топлива.
4. SОх (оксиды серы) аналогично предыдущему химическому элементу. При контакте с водой образуют серную и сернистую кислоты. В состоянии газа вызывает патологию органов зрения и дыхания.
5. Н2S (сероводород) — вызывает общее отравление организма, возникает при использовании низкокачественного топлива с высоким содержанием серы.
6. NH3 – аммиак – вызывает слепоту и ожоги верхних дыхательных путей.
7. Частицы сажи – продукт неполного сгорания топлива и масла. В основном, проблема возникновения канцерогена характерна для дизельных двигателей.
8. Мелкодисперсные частицы пыли углеводорода, серы, тяжелых металлов менее опасны, так как способны отфильтровываться непосредственно организмом.
9. Дым синего или белого цвета – продукт испарения масла дизельных двигателей.
10. СО2 – углекислый газ – вызывает угнетение ЦНС, сердечно-сосудистой системы и органов дыхания, при содержании в атмосфере 6% от общего объема воздуха приводит к летальному исходу.
11. Прочие, незначительные, но не менее опасные составляющие выхлопных газов: метан, закись азота, фторуглеводород, гексафторид серы.

В современном законодательстве проблема экологии и нормы предельно допустимых выхлопных газов для автотранспортных средств регулируются техрегламентом Таможенного союза ТР ТС 018/2011 в поправке от 11.07.2016. Однако с 11 ноября 2018 и в него будут внесены поправки, ну а пока допускаются следующие предельные показатели: СО — 85 г/кВт•ч, НС — 5 г/кВт•ч, NO — 17 г/кВт•ч.

А к обязательным компонентам автомобилей относятся системы нейтрализации отработавших газов, в том числе сменные каталитические нейтрализаторы (за исключением систем нейтрализации на основе мочевины).

Источник: http://fastmb.ru/soveti_auto/3153-sistemy-neytralizacii-vyhlopnyh-gazov-mashiny.html

ВЕЗДЕ ПОСПЕЛ

При всех различиях бензинового и дизельного моторов у них есть общий эковраг — выбросы оксидов азота (NO x). Они образуются в камере сгорания при высокой температуре и избытке воздуха в топливовоздушной смеси. В основном этот эффект снижают, совершенствуя конструкцию самого двигателя. Но все чаще одних конструктивных мер становится недостаточно, поэтому инженеры вынуждены применять решение для дизеля — систему рециркуляции отработавших газов (EGR), возвращающую часть их обратно на впуск. Это снижает количество кислорода в свежей топливовоздушной смеси и сбивает температуру сгорания в цилиндре. Конструктивно бензиновая система гораздо проще. Она состоит из управляющего клапана и канала отвода отработавших газов (ОГ).

Управляющий клапан EGR регулирует количество ОГ, идущих на впуск. Его работой заведует модуль управления двигателем. Залипание клапана в одном из открытых положений из-за нагара — самая распространенная неисправность. При этом в двигатель возвращаются большие порции ОГ с продуктами сгорания. Хотя ему прилично достается и при нормальной работе системы. Это очень хорошо видно по состоянию дроссельной заслонки, которая на некоторых моторах стоит слишком близко к трубке EGR. Уже к 30 000 км пробега на ней скапливаются масляные отложения и нагар. А если она еще и электронная, то рано или поздно из-за этого начнут плавать или даже зависать обороты.

За индикацию неисправностей EGR отвечает лампа Check. «Мозг» двигателя следит за системой с помощью датчиков. Чаще всего это лямбда-зонд и датчик абсолютного давления во впускном коллекторе. Иногда применяют варианты с дополнительными наблюдателями — датчиком положения клапана EGR и датчиком давления отработавших газов в трубке.

Источник: http://zr.ru/content/articles/649188-kislorodnyj-koktejl-sistemy-nejtralizacii/

Необходимость прочистки глушителя автомобиля

Забитый глушитель нуждается в прочистке. Ведь его засор приводит к следующим последствиям:

• Снижается мощность мотора.
• Увеличивается расход бензина (топлива).
• Изменяется поведение автомобиля на дороге.

При применении некачественного моторного масла оно сгорает не полностью и выделяет отдельные частицы. Масляные частицы накапливаются и образуют засор.

Ремонт выхлопной системы

После образования засора сыпется сетка глушителя, и образовавшийся осадок забивает выхлоп. До прочистки сначала необходимо установить причину засора.

Источник: http://motor-zver.ru/sovety/filtr-na-vyhlopnuyu-trubu-avtomobilya.html

Система нейтрализации отработавших газов

Система нейтрализации предназначена для снижения выбросов оксидов азота в результате впрыска нейтрализующей жидкости в систему выпуска двигателя. При повороте ключа замка выключателя приборов и стартера в первое фиксированное положение на комбинации приборов происходит просмотр информации об автотранспортном средстве. Один из экранов по умолчанию показывает уровень нейтрализующей жидкости в баке (см. рис. Уровень нейтрализующей жидкости).

В случае снижения уровня нейтрализующей жидкости в баке, на панели приборов загорается контрольная лампа низкого уровня жидкости в системе нейтрализации . Система нейтрализации отработавших газов заправляется только нейтрализующей жидкостью AdBlue в соответствии с рекомендациями, приведенными в приложениях Б, В.

Ориентировочный расход нейтрализующей жидкости составляет:

• от 3 до 5 % от расхода топлива для автомобилей с двигателями экологического класса 4;
• от 4 от 7 % от расхода топлива для автомобилей с двигателями экологического класса 5;
• 5 % от расхода топлива для автомобилей с двигателями экологического класса 6.

Заливная горловина бака с нейтрализующей жидкостью закрыта крышкой синего цвета.

Внимание! Перед заправкой бака остановить двигатель и выключить автономный отопитель кабины. Несанкционированное вмешательство и демонтаж любых элементов системы обработки отработавших газов запрещены. Практические рекомендации, требования по обращению, транспортированию и хранению нейтрализующей жидкости см. в ГОСТ ИСО 22241-3-2013.

Автомобиль при заправке должен быть установлен на ровную горизонтальную поверхность. Заливать нейтрализующую жидкость AdBlue в бак необходимо через заливную горловину бака до нижней линии на смотровом окне (см. рис. Смотровое окно уровня нейтрализующей жидкости).

Смотровое окно уровня нейтрализующей жидкости

Внимание! Не переливать нейтрализующую жидкость AdBlue выше рекомендуемого уровня! Повторная заливка слитой нейтрализующей жидкости запрещена.

При переливе возможен выброс нейтрализующей жидкости через сапун и образование белого налета и ржавчины на деталях, на которые попала нейтрализующая жидкость. Для слива нейтрализующей жидкости до рекомендуемого уровня в баке, необходимо подставить емкость под бак и ослабить сливную пробку (см. рис Бак с нейтрализующей жидкостью для двигателя Cummins).

Вариант 1

Вариант 2

Бак с нейтрализующей жидкостью для двигателя Cummins 1 – смотровое окно уровня нейтрализующей жидкости; 2 – сапун; 3 – сливная пробка

При возникновении неисправности в системе нейтрализации на панели приборов загорается контрольная лампа . Определение и устранение неисправности в системе нейтрализации см. в разделе 7 «Возможные неисправности агрегатов и систем автомобиля. Самопомощь». При необходимости, отбор пробы нейтрализующей жидкости для анализа производить через заливную горловину, предварительно нужно извлечь сетчатый фильтр.

Внимание! Эксплуатация системы без нейтрализующей жидкости AdBlue не допускается. Не пользоваться никакими присадками к нейтрализующей жидкости AdBlue. Не разбавлять нейтрализующую жидкость AdBlue водопроводной водой, так как это может привести к выходу из строя системы нейтрализации отработавших газов. Следить за чистотой используемой нейтрализующей жидкости. Загрязнения нейтрализующей жидкости приводят к повышению показателей вредных эмиссий и выходу из строя системы нейтрализации отработавших газов. Не допускать попадания нейтрализующей жидкости AdBlue на агрегаты автомобиля и землю. Не допускать попадания нейтрализующей жидкости в глаза. При попадании восстановителя в глаза немедленно промыть их чистой водой. В случае попадания нейтрализующей жидкости при заправке на лакированные или алюминиевые поверхности, немедленно обильно промыть поверхность чистой водой. Повторная заливка нейтрализующей жидкости, слитой во время ремонта, запрещена. Для хранения нейтрализующей жидкости рекомендуется пользоваться канистрами только из пластика или нержавеющей стали.

При хранении в канистрах из меди, медных сплавов, из нелегированной или оцинкованной стали, частицы этих металлов могут выделиться в нейтрализующую жидкость и привести к выходу из строя системы нейтрализации отработавших газов.

Источник: http://magazinsuzuki.ru/modeli/sistema-nejtralizacii-otrabotavshih-gazov-2.html

Принцип работы

Постоянные усилия разработчиков по улучшению процессов сгорания, оптимизации управления системами двигателя достигли определённой точки, при которой требовались новые методы и способы для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу многочисленными автомобилями. Разработаны и применяются т.н. нейтрализаторы отработанных газов, которые устанавливаются в выпускной системе. В настоящее время используются нейтрализаторы нескольких типов:

• каталитические;
• термические;
• накопительные;
• и др.

В каталитических процесс нейтрализации интенсифицируется за счёт применения катализаторов, а в термических — за счёт высокой температуры с добавлением воздуха к отработанным газам.

Каталитические нейтрализаторы

Каталитические нейтрализаторы называют окислительными, т.к. они предназначены для окисления СО и СН, находящихся в отработанных газах. За короткое время, пока газы проходят через нейтрализатор, все реакции должны завершиться при температуре 250 — 800 град.

При температуре менее 250 град, эффективность нейтрализатора мала, а при температуре выше 1 000 гр. происходит «спекание» мелких кристаллов платины и разрушение активной поверхности, т.е. дезактивация нейтрализатора.

Рис. Окислительный нейтрализатор

На рисунке представлена конструкция каталитического нейтрализатора. 1 — керамическая пористая основа с нанесённым покрытием из платины и родия, 2 — изоляционные и теплоотводящие компоненты, 3 — датчик содержания кислорода в отработанных газах. Дезактивация катализатора особенно велика в первые 20 тыс.км. Особенно быстро дезактивация наступает при использовании этилированного бензина. Повторим, что рабочая температура в нейтрализаторе 400-700 гр., поэтому для быстрого прогрева и эффективной работы нейтрализатор располагают ближе к выпускному коллектору. Такое расположение является положительным фактором при холодном пуске и прогреве двигателя — нейтрализатор быстрее начинает работать, но при этом повышается его эксплуатационная температура, а это может способствовать дезактивации катализатора.

Блок-носитель каталитического нейтрализатора делают из керамики сотовой структуры, гофрированной фольги из нержавеющей стали или в виде сферических гранул из оксида алюминия, которые укладывают в металлический цилиндр, закрытый по торцам сетками. На поверхность носителя наносится каталитический материал и помещают внутрь корпуса из нержавеющей жаропрочной стали. Между блоком-носителем и корпусом ставится терморасширяющаяся прокладка. Для уменьшения вибрационных нагрузок нейтрализатор присоединяется шарнирными соединениями или компенсаторами колебаний.

Рис. Эффективная зона работы нейтрализатора

На рисунке показана зона эффективной работы нейтрализатора. Заштрихованная область — зона «стехиометрической» смеси, по оси абсцисс (В) отображено отношение «воздух-топливо», по оси ординат (А)-эффективность работы нейтрализатора.

В зоне «богатых» смесей — от 10 до 14,6 преобладают высокие концентрации оксида азота(NОх) и низкие СО и СН. Нейтрализаторы, преобразующие СО, СН, N0, называют трёхкомпонентными или бифункциональными. Для нейтрализации смеси оксида азота, получающегося в процессе сгорания смеси, используются реакции его восстановления до азота N2 и аммиака NH3. В материалах, служащих катализатором при нейтрализации вредных веществ, используются платина, палладий, родий и др.

Трёхкомпонентные нейтрализаторы являются окислительными и восстановительными. В связи с тем, что состав вредных веществ резко меняется в зависимости от «обогащения» или «обеднения» топливовоздушной смеси, необходимо поддерживать работу двигателя в районе «стехиометрической» смеси.

Для выполнения такой задачи используется электронное управление работой двигателя с системой обратной связи (замкнутая система). Датчики, обеспечивающие работу обратной связи, называются: лямбда зондами (отношение «воздух-топливо») и устанавливаются до и после нейтрализатора, а также термометры газов в зоне процессов нейтрализации и окисления вредных веществ.

Термические нейтрализаторы

Термические нейтрализаторы представляют собой камеру, в которой при высокой температуре окисляются СО и СН. При работе двигателя на обогащенной смеси, требуется подача воздуха перед нейтрализатором. При работе на обеднённой смеси температура будет не высокой и требуется дополнительный прогрев нейтрализатора. Термический нейтрализатор начинает работать при температуре 600 гр, что существенно выше, чем у каталитических нейтрализаторов. Кроме этих требований, нужны более прочные и жаростойкие материалы, стойкость к высокой коррозионной агрессивности. Не получили широкого распространения.

Ранее отмечалось, что нейтрализатор не работает на режимах прогрева двигателя, т.к. температура в нём не достаточно высока, кроме того, двигатель в это время работает на обогащенных смесях и в отработанных газах нет достаточного количества кислорода, необходимого для окисления СН в нейтрализаторе.

Для ускоренного прогрева нейтрализатора уменьшается угол опережения зажиганием, или электрическим подогревом нейтрализатора путём сжигания перед ним топлива в горелке, или подачи воздуха в, поток отработанных газов с помощью специального насоса.

Рис. Методы подогрева нейтрализатора: 1 — топливная форсунка, 2 — нейтрализатор, 3 — свеча для поджигания смеси, 4 — воздушный насос

В некоторых системах используют «стартовый» нейтрализатор, который устанавливается перед или параллельно основному При параллельном расположении весь поток отработанных газов направляется в стартовый нейтрализатор, который быстро прогревается и начинает эффективно работать.

После прогрева двигателя поворотом заслонки поток газов направляется в основной нейтрализатор. На рисунке приведена одна из схем построения системы с параллельным и основным нейтрализаторами.

Рис. Система со стартовым нейтрализатором: 1 — двигатель, 2 — стартовый нейтрализатор, 3 — глушитель, 4 — основной нейтрализатор, 5 — кислородный датчик (лямбда-зонд), 6 — заслонка

При очистке отработанных газах дизельных двигателей внимание уделяется сокращению содержания твёрдых частиц и оксидов азота (NOx). Приведём краткое описание некоторых способов очистки ОГ, применяемых в дизельных двигателях.

Фильтр твёрдых частиц используется для сбора и их дальнейшей регенерации. Используется с окислительным нейтрализатором. Перед и после нейтрализатора и фильтра твёрдых частиц устанавливаются датчики давления и температуры, по которым косвенным способом определяется загрязнение элементов. Далее ЭБУ двигателем переводит работу двигателя на разные режимы для запуска системы регенерации твёрдых частиц.

Накопительный нейтрализатор NOx

Накопительный нейтрализатор NOx собирает на своей поверхности оксиды азота, а затем конвертирует их в азот (N2). При холодном пуске отработанные газы нагреваются для сокращения количества NOx. ЭБУ двигателем периодически обогащает, а затем обедняет рабочую смесь и, тем самым, создаёт условия для разложения оксидов азота.

Источник: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-snizheniya-toksichnosti/nejtralizator-otrabotannyh-gazov/

Расположение

После выпускного коллектора сразу в подкапотном пространстве или под днищем автомобиля. Обычно снизу дополнительно защищен металлической сетчатой пластиной.

Источник: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-snizheniya-toksichnosti/nejtralizator-otrabotannyh-gazov/

Решение для дизельных двигателей

Аналогично бензиновым двигателям, дизели имеют системы нейтрализации выхлопных газов. Однако главной проблемой остается сажа: не до конца сгоревшее топливо под действием химических процессов превращается в твердые мелкодисперсные частицы — канцерогены.

Нейтрализаторы решить эту проблему не способны. Поэтому перед тем, как выхлопной газ попадет в систему нейтрализации, он проходит очистку сажевым фильтром.

Конструкция

Аналогично нейтрализатору, фильтр имеет ячеистые соты, которые в шахматном порядке закрыты накопительными перегородками-фильтрами частиц. Для каждого производителя автомобиля с дизельным двигателем используется своя система контроля данного параметра. Среди видов таких фильтров можно выделить:

• DPF – накопительные фильтры;
• DPNR – фильтры, дожигающие твердые частицы;
• FAP – фильтры с цериевыми присадками для очистки от сажи;
• DPF или SCR – фильтры с присадкой AdBlue, разлагающие NOx (окислы азота) на безвредный азот и водяной пар.

Источник: http://fastmb.ru/soveti_auto/3153-sistemy-neytralizacii-vyhlopnyh-gazov-mashiny.html

Неисправности

Засоряется от некачественных (или несгоревших) топлив и масел. Разрушается при уларах. Обычно двигатель не запускается при правильности всех параметров, т.к. отработанным газам некуда выходить — выпускная система забита.

Источник: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-snizheniya-toksichnosti/nejtralizator-otrabotannyh-gazov/

Ремонт

Нейтрализатор отработанных газов ремонту не подлежит. Пробивать отверстие в нейтрализаторе нельзя, можно разрезать и удалить все внутренности, что не приветствуется по причине нарушения экологических норм выброса отравляющих веществ. Лучше заменить на новый, как обычный сменный элемент со своим сроком службы (примерно 150 тыс.км.).

Источник: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-snizheniya-toksichnosti/nejtralizator-otrabotannyh-gazov/

Как работают системы нейтрализации выхлопных газов.

Начнем с той, которая в меньшей степени выдвигает требования к моторным маслам. Происходит она с применением AdBlue. В работе участвует специальная дозирующая форсунка, специальный смеситель и матрица, на которой происходит реакция.
См. водный раствор мочевины

Как это происходит?

Компоненты мочевины проходят через форсунку, смешиваются с выхлопными газами, растворяется за счёт высокой температуры и, попадая на матрицу катализатора, превращает окиси азота в кислород или азот. Таким образом окисляется угарный газ до углекислого газа и воды. матрица катализатора имеет особенность, она достаточно не капризная, тяжело реагирующая с посторонними примесями, которые могут появляться в топливе, моторном масле, поэтому срок службы достаточно длинный. На первое место выходят требования на применение реагентов мочевины. Но, к сожалению, только применение жидкости, может гарантировать класс чистоты Евро 4, а иногда и Евро 5, для систем оснащённых только мочевинной системой нейтрализации уже не доступен.

Источник: http://magazinsuzuki.ru/modeli/sistema-nejtralizacii-otrabotavshih-gazov-2.html

Эффективная очистка выхлопных газов

— производитель систем очистки газовых выбросов для производственных и обслуживающих предприятий. Наши передовые решения гарантируют соответствие строгим национальным и международным экологическим стандартам — сейчас и в будущем.

Мы предлагаем решения, которые подходят для всех типов двигателей — разных размеров, мощности и типов топлива. Наши услуги охватывают весь проект от начала до конца, включая консультации, определение рабочих характеристик, проектирование, производство, контроль и ввод в эксплуатацию.

Источник: http://magazinsuzuki.ru/modeli/sistema-nejtralizacii-otrabotavshih-gazov-2.html