Masina järeltöötlussüsteemid

Artikkel bensiini ja diislikütuse heitkoguste neutraliseerimise kohta: heitgaaside koostis, neutraliseerimissüsteemid. Artikli lõpus – video selle kohta, mida teha salongi heitgaaside lõhnaga.

Artikli sisu:

• Liiklusaurud
• Lahendus bensiinimootoritele
• Lahendus diiselmootoritele
• Heitgaaside järeltöötlussüsteemi probleemid
• Video sellest, mida teha salongi heitgaaside lõhnaga

Õhu- ja keskkonnasaaste probleem pole uus – esimesi suuremaid muutusi märgiti juba eelmise sajandi 70ndatel. Tänaseks, ligi poole sajandi möödudes, on olukord aga oluliselt halvenenud: maanteetranspordis on tunduvalt suurem tõus koos sellega ka suurlinna atmosfääri sattuvate ja tõsiseid terviseprobleeme tekitavate kahjulike ainete ja ühendite kontsentratsioon. on suurenenud.

Võitlus õhu puhtuse eest on viinud bensiini- ja diiselmootoritele nn konverterite loomiseni. Tänapäeval on sellised süsteemid sageli integreeritud sõiduki pardaelektroonikasse. Mis need süsteemid on ja kuidas need töötavad? Mõelgem üksikasjalikult.

Liiklusaurud

Töötamise ajal eraldavad erinevad sõidukisüsteemid (ICE, kütus, ventilatsioon ja šassii) kahjulikke aineid gaasi ja peentolmu kujul. Mõned neist on tavalises õhus leiduvad mittetoksilised ühendid. Teine osa on mürgised, mürgised ja kantserogeensed ained, mis mitte ainult ei mõjuta keskkonda negatiivselt, vaid hävitavad ka inimeste tervist. Peamised saasteained:

1. CO (teise nimega süsinikmonooksiid või süsinikmonooksiid) on värvitu ja lõhnatu, kuid põhjustab kesknärvisüsteemi patoloogiat, südame-veresoonkonna ja hingamisteede depressiooni ning kontsentratsioonil 0,3% õhumahust põhjustab surma. See tekib kütuse mittetäieliku põlemise tagajärjel.
2. CH (süsivesinikud) on ulatuslik ühise struktuuriga ühendite rühm, mis tekib kütuse mittetäielikul või ebapiisavalt kiirel põlemisel. Nende hulka kuuluvad parafiin, olefiin, aldehüüd, formaldehüüd, benseen, tolueen, ksüleen ja muud polütsüklilised ühendid. Need mutageenid ja kantserogeenid hävitavad hingamiselundeid ning soodustavad vähirakkude, sealhulgas verevähi – leukeemia kasvu ja arengut.
3. NOx (lämmastikoksiidid) on happevihmade peamine põhjus, kuna koos veega tekivad lämmastik- ja lämmastikhape. See on üks tõsiseid kantserogeene, mis põhjustavad vähkkasvajaid. Mürgine gaas hävitab hingamissüsteemi ja koguneb verre. Moodustub kütuse põlemise ajal.
4. SOx (vääveloksiidid) on sarnane eelmise keemilise elemendiga. Kokkupuutel veega moodustavad nad väävel- ja väävelhappeid. Gaasiseisundis põhjustab see nägemis- ja hingamisorganite patoloogiat.
5. H2S (vesiniksulfiid) – põhjustab keha üldist mürgistust, tekib kõrge väävlisisaldusega madala kvaliteediga kütuse kasutamisel.
6. NH3 – ammoniaak – põhjustab pimedaksjäämist ja ülemiste hingamisteede põletusi.
7. Tahmaosakesed on kütuse ja õli mittetäieliku põlemise saadus. Põhimõtteliselt on kantserogeeni esinemise probleem iseloomulik diiselmootoritele.
8. Süsivesinike, väävli ja raskmetallide peentolmuosakesed on vähem ohtlikud, kuna need on võimelised organismist otse välja filtreerima.
9. Sinine või valge suits tekib diiselmootoriõli aurustumisel.
10. CO2 – süsinikdioksiid – põhjustab kesknärvisüsteemi, südame-veresoonkonna ja hingamisteede depressiooni, mille sisaldus on 6% kogu atmosfääri õhuhulgast, see põhjustab surma.
11. Heitgaaside muud väiksemad, kuid mitte vähem ohtlikud komponendid : metaan, dilämmastikoksiid, fluorosüsinik, väävelheksafluoriid.

Kaasaegses seadusandluses reguleerib ökoloogia probleemi ja mootorsõidukite maksimaalsete lubatud heitgaaside norme Tolliliidu tehniline määrus TR TS 018/2011 muudetud 11.07.2016. Alates 11. novembrist 2018 aga muudetakse ka seda, kuid praegu on lubatud järgmised piirväärtused: CO – 85 g / kWh, HC – 5 g / kWh, NO – 17 g / kWh.

Ja autode kohustuslike komponentide hulka kuuluvad heitgaaside järeltöötlussüsteemid, sealhulgas vahetatavad katalüüsmuundurid (välja arvatud uureal põhinevad neutraliseerimissüsteemid).

Lahendus bensiinimootoritele

Sõidukite heitgaaside järeltöötlussüsteemid on kahe- ja kolmekomponendilised, viimased ilmusid suhteliselt hiljuti. Kuidas süsteem on üles seatud ja kuidas see töötab?

Tööpõhimõte

Konverteri tööks on mürgiste ainete oksüdeerimine katalüsaatorite abil, mille tulemusena kütuse mittetäieliku põlemise saadused järelpõletakse või lagunevad kahjututeks keemilisteks elementideks ja aineteks.

Aktiivsed komponendid (katalüsaatorid) on väärismetallid – pallaadium, plaatina. Vaskoksiidil, koobaltil, niklil, vanaadiumil, mangaanil, raual ja alumiiniumil põhinevad katalüsaatorid on populaarsed ja odavamad. Roostevaba või legeeritud terase, pronksi või messingi sulamitel põhinevad katalüsaatorid pole haruldased.

Disain

Neutralisaatori põhielementideks on roostevabast kuumakindlast terasest korpus, mille sisepind on vooderdatud soojuspaisumistihendiga. Paagi sees on gaasi sisse- ja väljalaskeballoon ning kärgstruktuurid, millele kantakse ainekiht – katalüsaator.

Liigid

1. Katalüütilisele kompositsioonile kantud kärgstruktuuri saab valmistada keraamikast. Sellised neutralisaatorid kasutavad katalüsaatorina õhukest kihti haruldasi väärismetalle. See on kõige kallim heitgaaside järeltöötlussüsteemi tüüp.
2. Odavam variant on kärgstruktuurid, mis on valmistatud õhukesest metallfooliumist jootmisel, mis on kaetud ühe ülaltoodud kompositsioonitüübiga. Selline süsteem on tõhusam, kuna rakurakkude pindala on palju suurem kui keraamilistel ja seetõttu suudab see töödelda suuremat hulka heitgaase.

Seade autosüsteemides ja kuidas see töötab

Heitgaaside neutraliseerimissüsteemid asuvad sisepõlemismootori vahetus läheduses, sõiduki põhja all. Pöörde abil on muundur ühelt poolt ühendatud väljalaskekollektoriga ja teiselt poolt väljalaskesüsteemiga.

Kvaliteetse hapnikuga seotud keemilise reaktsiooni tagamiseks kasutavad neutraliseerimissüsteemid õhupumpasid või vibratsiooniventiile. Kui neutraliseerimissüsteem kuumutatakse 400-800 kraadini, muundatakse CO (süsinikoksiid) ja CH (süsivesinikud) katalüsaatorite toimel süsinikdioksiidiks ja veeks. Konverterite lähedane asukoht sisepõlemismootorile võimaldab kohe pärast mootori käivitamist vähendada NOx (lämmastikoksiidi) kogust.

Sõiduki juhtseadmelt muundurile annavad tagasisidet lambda-sondid, spetsiaalsed hapnikuandurid või neljagaasi analüsaatorid, mis määravad süsteemi sisse- ja väljalaskeava juures hapnikutaseme ja heitgaaside puhastamise kvaliteedi.

Lahendus diiselmootoritele

Nagu bensiinimootoritel, on ka diiselmootoritel heitgaaside järeltöötlussüsteemid. Peamiseks probleemiks jääb aga tahm: keemiliste protsesside mõjul muutub mitte täielikult põlenud kütus tahketeks peenosakesteks – kantserogeenideks.

Neutralisaatorid ei suuda seda probleemi lahendada. Seetõttu puhastatakse heitgaasid enne neutraliseerimissüsteemi sisenemist tahkete osakeste filtriga.

Disain

Sarnaselt neutraliseerijale on filtril kärgstruktuurid, mis on ruudukujuliselt suletud akumulatiivsete osakeste filtritega. Iga diiselmootoriga auto tootja kasutab selle parameetri jaoks oma juhtimissüsteemi. Selliste filtrite tüüpide hulgas on:

• DPF – salvestusfiltrid;
• DPNR – järelpõletavad tahkete osakeste filtrid;
• FAP – tseeriumilisanditega filtrid tahma eemaldamiseks;
• DPF või SCR on AdBlue filtrid, mis lagundavad NOx (lämmastikoksiidid) kahjutuks lämmastikuks ja veeauruks.

Heitgaaside järeltöötlussüsteemi probleemid

Kõik ülaltoodud süsteemid on tüüpilised imporditud autodele ja uusima põlvkonna mudelitele. Kodumaise karburaatoritega autotööstuse jaoks pole muunduri paigaldamine populaarne, pole nõudlust ja võib olla ka väga kulukas.

Heitgaaside järeltöötlussüsteemide märkimisväärsed kulud, kui need imporditud autodel ebaõnnestuvad, põhjustavad enamasti katset sellisest "vajalikust" osast lahti saada. Ja see võib ebaõnnestuda mitmel põhjusel:

• Madala kvaliteediga või "täiustatud" kütuselisandite kasutamine;
• Kütuse või õli sattumine tööõõnde;
• Mootori ebastabiilne töö;
• Korpuse mehaaniline kahjustus;
• Korpusel järsk temperatuurilangus.

Konverteri täpset läbisõitu on võimatu ennustada: mõnel masinal ületab see vaevalt 100 tuhat km, teistel käitub see 200 tuhande piiri ületamisel suurepäraselt.

Defektse heitgaasi järeltöötlussüsteemiga sõitmine põhjustab auto rikkeid: rikkeid või perioodilisi spontaanseid kiiruse kaotusi, probleeme sisepõlemismootori käivitamisega, silindrites surve kadu ja diiselmootorite puhul turbiini rikkeni.
Kuidas lahendada heitgaaside järeltöötlussüsteemi probleem?Ärge kiirustage neutraliseerijaid lahti võtma, sest võitlus keskkonna eest on alles alanud. Lisaks sellele, et võib ette tulla ettenägematuid rikkeid, mida “petetud” elektroonika ei suuda diagnoosida, karmistatakse ka hoolduse ajal heitgaaside heitgaaside nõudeid, mis tähendab, et kõik omanikud ei saa sellest läbi. Jah, ja mürgised heitgaasid ja kantserogeenid võivad suures kontsentratsioonis salongi siseneda ja põhjustada juhi ja reisijate tervisele korvamatut kahju.

Palju otstarbekam on õigeaegselt teha muunduri ja tahkete osakeste filtri seisukorra ennetav kontroll ning tööks kriitilise rikke või rikke korral asendada see uuega. Lõppude lõpuks võib selle olulise elemendi puudumise tõttu tekkinud probleemide kõrvaldamise kogumaksumus olla oluliselt suurem.

Video, mida teha salongi heitgaaside lõhnaga: