Схема выпуска отработавших газов: Система выпуска отработавших газов (выхлопная система)

Назначение, устройство и работа системы выпуска отработавших газов

Категория:

   Устройство эксплуатация камаз 4310

Публикация:

   Назначение, устройство и работа системы выпуска отработавших газов

Читать далее:

Назначение, устройство и работа системы выпуска отработавших газов

Система предназначена, для выброса в атмосферу отработавших газов, частичного отвода тепла от двигателя, а также для снижения шума при работе двигателя.

Она состоит из двух выпускных коллекторов, двух приемных труб, гибкого металлического рукава, глушителя.

Каждый выпускной коллектор обслуживает один ряд цилиндров и крепится к блоку цилиндров тремя болтами. Коллекторы соединены с головками цилиндров патрубками. Разъемное выполнение соединения коллектор-патрубок-головка позволяет компенсировать тепловые деформации, возникающие при работе двигателя.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис.

52. Индикатор засоренности воздухоочистителя:
1 — диск; 2 — красный бара бан

Рис. 53. Схема системы питания двигателя воздухом и выпуска отработавших газов:
1 — газоотводящая трубка сапуна; 2 — сапун; 3 — маслосливная трубка сапуна; 4 — впускной воздухопровод двигателя; 5 — выпускной коллектор; 6 — глушитель

Приемные трубы объединены тройником и соединены с глушителем гибким металлическим рукавом, который компенсирует погрешности сборки и температурные деформации деталей системы. В каждой приемной трубе установлена заслонка вспомогательного тормоза.

На автомобиле установлен комбинированный активно-реактивный глушитель. Активный глушитель работает по принципу преобразования звуковой энергии в тепловую, что осуществляется установкой на пути газов перфорированных перегородок, в отверстиях которых поток газов дробится и пульсация затухает. В реактивном глушителе используется принцип акустической фильтрации звука. Этот глушитель представляет собой ряд акустических камер, соединенных последовательно.

Рис. 54. Система выпуска отработавших газов:
1 — двигатель; 2 — левая приемная труба; 3 — правая приемная труба; 4 — пневматические цилиндры вспомогательного тормоза; 5 — вспомогательные тормоза; 6 — тройник; 7— рукав приемных труб; 8 — глушитель; 9 — рама

Отсос газов из картера двигателя осуществляется через сапун и газоотводящую трубку. Сапун установлен на двигателе. Удаление газов, проникающих в картер двигателя, происходит за счет разности давлений в картере двигателя и атмосферного.

—

Система выпуска отработавших газов предназначена для отвода в атмосферу отработавших газов, снижения шума их выпуска, частичного отвода тепла от двигателя и отсоса пыли из воздушного фильтра. Для уменьшения противодавления на выпуске, из цилиндров двигателя отработавшие газы отводятся вначале раздельно из каждого цилиндра с последующим соединением их в один поток.

Система выпуска отработавших газов автомобилей КамАЗ-5320 и КамАЗ-4310 включает в себя два выпускных коллектора, две приемные трубы, гибкий металлический рукав и глушитель.

Выпускной коллектор обслуживает один ряд цилиндров. Он изготавливается из серого чугуна и состоит из четырех выпускных патрубков и коллектора. Выпускные патрубки соединяют коллектор с выпускными отверстиями головок цилиндров. Патрубки крепятся с наружных сторон головок блока тремя болтами к каждой головке, коллекторы — тремя болтами к блоку. Разъемное выполнение соединения коллектор — патрубок — головка позволяет компенсировать тепловые деформации, возникающие при работе двигателя» и повышает герметичность стыков. Уплотнение прилегающих фланцев выпускных патрубков к головкам блока обеспечивается устанавливаемыми между ними металлоасбестовыми прокладками.

Приемные трубы изготовлены из специальной стали, стойкой против коррозии, от воздействия высоких температур и химических агрессивных веществ, содержащихся в отработавших газах. С одной стороны они через уплотнительные прокладки соединяются с фланцами коллекторов, с другой стороны объединены тройником и через гибкий металлический рукав соединены с глушителем. В каждой выпускной трубе установлены заслонки моторного тормоза.

Гибкий металлический рукав компенсирует температурные деформации деталей системы и погрешности сборки вследствие нарушения соосности деталей.

Глушитель активно-реактивный предназначен для уменьшения шума выпуска отработавших газов и отвода их в направлении, наименее мешающем водителю, транспортным средствам, и пешеходам. Он изготовлен из листовой стали и подвешен эластично снизу к раме автомобиля. Конструкция глушителя неразборная. Внутри корпуса глушителя размещены перегородки и перфорированная труба. Активная часть глушителя работает по принципу преобразования звуковой энергии в тепловую за счет установки на пути газов перфорированной трубы, в отверстиях которой происходит дробление: потока газов и затухание его пульсации. В реактивной части глушителя используется принцип акустической фильтрации звука в ряде последовательно соединенных акустических камер, образованных. перепородками.

Газы, выходящие из глушителя через эжектор, создают разрежение в трубопроводе, соединенном с полостью первой ступени очистки воздушного фильтра- посредством патрубка отбора, пыли.

Система выпуска отработавших газов автомобиля Урал-4320 имеет конструктивные отличия, связанные с установкой узлов вспомогательной тормозной системы, газоотборника заслонки отключения эжектора и клапана для преодоления глубоких бродов.

Глушитель прикреплен хомутами к раме. Приемные трубопроводы глушителя: фланцами через, прокладки соединены с выпускными коллекторами и кронштейном прикреплены к коробка передач. Возможные смещения приемных труб воспринимаются компенсаторами. Эжектор трубой соединен с патрубком отсоса шли из воздушного фильтра. В трубе смонтирована заслонка отключения эжектора. На приемных трубах глушителя установлены заслонки вспомогательной тормозной системы с пневматическими цилиндрами управления ими. Подробнее конструкция и работа вспомогательной тормозной системы рассмотрены в главе «Тормозные системы». В левую приемную трубу вварен газоотборник, используемый для дезактивации и дегазации автомобиля. При преодолении брода на конце выпускной трубы установлен клапан с заслонкой. Шарнир заслонки при установке клапана должен находиться сверху. В процессе движения усилиями выхлопных газов заслонка клапана открывается, обеспечивая их выход. В случае внезапной остановки двигателя заслонка закрывается и предохраняет систему выпуска газов от попадания воды.

Рис. 2.50. Система выпуска отработавших газов автомобиля Урал-4320:
1—клапан для преодоления брода; 2 — выпускная труба; 3 — эжектор; 4— труба эжектора; 5 — хомут; 6 — корпус эжектора; 7 — заслонка эжектора; 8 — рычаг заслонки эжектора; 9 — газоотборник; 10, 13 — тормозные механизмы (заслонки) вспомогательной тормозной системы; 11,15—пневматические цилиндры привода заслонок вспомогательной тормозной системы; 12—приемные трубы глушителя; 14 — кронштейн; 16 — компенсаторы; 17 — глушитель; 18 — хомут; 19 — корпус вспомогательной тормозной системы; 20 — заслонка вспомогательной тормозной системы

При работе двигателя и открытой заслонке эжектора в трубопроводе и полости воздушного фильтра создается разрежение, обеспечивающее отсос пыли в выпускную трубу глушителя. В случаях преодоления брода или использования комплекта специальной обработки автомобиля для предохранения фильтрующего элемента воздушного фильтра заслонка эжектора закрывается, рычаг заслонки эжектора при этом устанавливается перпендикулярно к продольной оси трубопровода. При переводе рычага заслонки эжектора через среднее положение заслонка эжектора под действием пружины закрывает отверстие. После преодоления брода или отключения газоотборника заслонка эжектора должна быть открыта, при этом рычаг заслонки эжектора должен быть установлен вдоль трубопровода;.

Рекламные предложения:

Читать далее: Техническое обслуживание системы питания топливом

Категория: — Устройство эксплуатация камаз 4310

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Система выпуска отработавших газов двигателя Лада Нива и Лада 4х4

На автомобиле Лада Нива с карбюраторным двигателем ВАЗ-21213 система выпуска отработавших газов двигателя отводит их через выпускной коллектор в приемную трубу. Затем в дополнительный и основной глушители.

Система выпуска отработавших газов двигателя ВАЗ-21213 и ВАЗ-21214 на Лада Нива и Лада 4х4, устройство, конструкция, принцип действия, схемы, наименования и каталожные номера деталей.

Приемная труба закреплена на шпильках выпускного коллектора через уплотнительную прокладку. Под гайками крепления приемной трубы установлены стопорные пластины. Второй конец приемной трубы через скобу прикреплен к кронштейну, установленному на крышке коробки передач.

Схема системы выпуска отработавших газов карбюраторного двигателя ВАЗ-21213 автомобиля Лада Нива.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей выхлопной трубы (без нейтрализатора) автомобиля ВАЗ-21213 Лада Нива и ВАЗ-2131-01.

Система выпуска отработавших газов автомобиля Лада 4х4 с инжекторным двигателем ВАЗ-21214.

Система выпуска отработавших газов автомобиля Лада 4х4 с инжекторным двигателем ВАЗ-21214 практически аналогична по конструкции. Основное отличие в том, что между приемной трубой и дополнительным глушителем установлен нейтрализатор отработавших газов.

Система выпуска отработавших газов автомобиля Лада 4х4 с инжекторным двигателем ВАЗ-21214 состоит из:

— Выпускного коллектора.
— Приемной трубы с каталитическим нейтрализатором и датчиками концентрации кислорода.
— Дополнительного глушителя.
— Основного глушителя.

Схема системы выпуска отработавших газов инжекторного двигателя ВАЗ-21214 автомобиля Лада 4х4.

К фланцу выпускного коллектора на четырех шпильках крепится фланец приемной трубы. Соединение уплотнено термостойкой металлоармированной прокладкой. Гайки крепления — латунные или омедненные. Зафиксированы от отворачивания стопорными пластинами (одна на две гайки), края которых отогнуты на грани гаек. В приемную трубу перед каталитическим нейтрализатором вварена резьбовая втулка под управляющий датчик концентрации кислорода.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей выпускного коллектора автомобиля ВАЗ-21214-20 Лада 4х4 и ВАЗ-2131-41.

За каталитическим нейтрализатором в трубу вварена еще одна резьбовая втулка под диагностический датчик концентрации кислорода. Приемная труба дополнительно крепится хомутом к кронштейну коробки передач и снабжена металлокомпенсатором сильфонного типа, позволяющим силовому агрегату совершать колебания на опорах.

Для исключения изгибающих нагрузок в системе при перемещении силового агрегата на подушках опор и предотвращения передачи вибрации от системы выпуска на кузов, приемная труба соединена с фланцем нейтрализатора через подвижный шарнир, уплотнением которого служит тороидальное металлографитное кольцо.

Нейтрализатор системы выпуска отработавших газов автомобиля Лада 4х4 с инжекторным двигателем ВАЗ-21214.

Нейтрализатор служит для уменьшения выбросов в атмосферу оксида углерода и оксидов азота. Он состоит из керамических блоков со множеством пор, покрытых так называемыми катализаторами дожига: родием, палладием, платиной. Проходя через поры нейтрализатора, токсичный оксид углерода (СО) превращается в малотоксичный диоксид (СО 2), а оксиды азота восстанавливаются до безвредного азота.

Степень очистки газов в исправном нейтрализаторе достигает 90-95 %. Для нормальной работы нейтрализатора состав отработавших газов (в частности содержание в них кислорода) должен находиться в строго заданных пределах. Эту функцию выполняет контроллер управления двигателем, изменяя количество подаваемого топлива в зависимости от показаний управляющего датчика концентрации кислорода.

Нейтрализатор и датчики концентрации кислорода весьма чувствительны к соединениям свинца. «Отравившись» ими они перестают работать. Поэтому категорически запрещается эксплуатация автомобиля (даже кратковременная) на этилированном бензине.

Другая причина выхода из строя нейтрализатора — перебои в системе зажигания. Не сгоревшее топливо догорает в нейтрализаторе, повреждая его блоки. Это может привести к закупорке выпускной системы и остановке двигателя (или сильной потере мощности). К заднему фланцу приемной трубы тремя болтами с гайками крепится фланец трубы дополнительного глушителя. Между фланцами установлена уплотнительная прокладка.

Основной глушитель двигателя ВАЗ-21213 и ВАЗ-21214 автомобилей Лада Нива и Лада 4х4.

Основной глушитель обоих двигателей подвешен к основанию кузова через резиновые подушки и так же, как дополнительный глушитель, вместе с трубами образует неразборный узел. Для защиты пола кузова от чрезмерного нагрева, над нейтрализатором и основным глушителем установлены теплозащитные экраны.

Устройство глушителя автомобиля ВАЗ-21213 Лада Нива и ВАЗ-21214 Лада 4х4.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей глушителя автомобиля ВАЗ-21213, ВАЗ-21214, ВАЗ-21214-10, ВАЗ-21214-20, ВАЗ-21217, ВАЗ-2131-01, ВАЗ-2131-41.

Отличия системы выпуска отработавших газов двигателя ВАЗ-21214 Евро-2 и Евро-3 автомобиля Лада 4х4.

В 2009 году автомобили семейства ВАЗ-21214/Lada 4×4 начали оснащать системой выпуска отработавших газов двигателя, удовлетворяющей требованиям норм токсичности стандарта Евро-3. Основными отличиями от системы выпуска отработавших газов двигателя ВАЗ-21214 Евро-2 являются:

— Более совершенная конструкция нейтрализатора.
— Наличие дополнительного, диагностического датчика концентрации кислорода.
— Сильфон нейтрализатора.
— Измененные фланцы крепления.

Конструктивно нейтрализатор объединен с приемной трубой и сильфоном, и снимается с автомобиля Лада 4х4 единым неразборным узлом.

Обслуживание системы выпуска отработавших газов двигателя ВАЗ-21213 и ВАЗ-21214 на Лада Нива и Лада 4х4.

Обслуживание системы выпуска отработавших газов заключается в:

— Осмотре труб и глушителей на предмет коррозии.
— Замене вышедших из строя деталей и датчиков.
— Подтяжке соединений.

Система рециркуляции отработавших газов карбюраторного двигателя ВАЗ-21213 на автомобиле Лада Нива.

На автомобиле Лада Нива установлена система рециркуляции отработавших газов, состоящая из термовакуумного выключателя и клапана рециркуляции с трубкой рециркуляции. При температуре охлаждающей жидкости двигателя выше 40-48 градусов, термовакуумный выключатель срабатывает, в клапан рециркуляции подастся разрежение, клапан открывается, часть отработавших газов из выпускного коллектора всасывается во впускную трубу.

Схема системы рециркуляции отработавших газов карбюраторного двигателя ВАЗ-21213 на Лада Нива.

Для проверки работоспособности системы рециркуляции отработавших газов нажмите на рычаг привода дроссельных заслонок карбюратора и плавно увеличьте частоту вращения коленчатого вала двигателя до 2500-3000 об/мин. При температуре охлаждающей жидкости 30-38 градусов, клапан рециркуляции должен быть закрыт, а при температуре 40-48 градусов — открыт. Это видно по подъему штока клапана рециркуляции. Если клапан рециркуляции не открывается, проверьте исправность клапана и термовакуумного выключателя.

Похожие статьи:

• Антикоры Dinitrol ML и Dinitrol 482, применение для антикоррозийной обработки днища, рамы и арок автомобиля, характеристики, свойства и недостатки, способ нанесения.
• Как правильно прикурить автомобиль от аккумулятора другого автомобиля, схема соединения проводов для пуска двигателя автомобиля с разряженным аккумулятором.
• Проверка работоспособности автомобильного аккумулятора, плотность электролита, измерение ЭДС, проверка разрядом на нагрузочную вилку-пробник.
• Покупка нового автомобильного аккумулятора, критерии выбора, можно ли покупать аккумуляторную батарею большей емкости, чем штатная.
• Как обнаружить дефекты автомобильного аккумулятора, режимы тестирования, приборы для ухода за автомобильным аккумулятором во время эксплуатации.
• Дефекты от нарушения условий эксплуатации автомобильного аккумулятора, причины глубокого разряда и потери работоспособности автомобильного аккумулятора.

Система выпуска отработавших газов — АвтоТема

Элементы системы выпуска отработавших газов: 1 — приемная труба, 2 — лямбда-зонд, 3 — стопорная пластина, 4 — уплотнительная прокладка, 5 — хомут крепления приемной трубы к кронштейну коробки передач, 6 — каталитический нейтрализатор с дополнительным глуш

Каталитический нейтрализатор в разрезе: 1 — корпус, 2 — уплотнение, 3 — соты катализатора.

Типы глушителей: а) — ограничитель, б) — отражатель, в) — резонатор, г) — поглотитель

Первоначальная задача выхлопной системы – снижение уровня шума при выходе отработавших газов в атмосферу, обеспечение лучшего наполнения камер сгорания топливовоздушной смесью, отвод выхлопных газов за пределы кузова автомобиля и снижение температуры выхлопных газов, достигающих при выходе из цилиндров двигателя около 900 Сo.

Последнее время забившие тревогу экологи стали вводить ограничения на количество выбрасываемых вредных веществ в продуктах сгорания топлива, и к имеющимся задачам выхлопной системы добавилась еще одна – очистка выхлопных газов. Последние требования и превратили простой узел автомобиля в достаточно сложное устройство, за которым необходимо следить и брать во внимание во время эксплуатации автомобиля.

Основными составляющими выхлопной системы на сегодняшний день являются: коллектор, каталитический нейтрализатор (катализатор), лямбда-зонд (кислородный датчик), глушитель и соединительные трубы. Коллектор служит для вывода отработавших газов из цилиндров двигателя и объединения их в один поток. После открытия выпускного клапана, в коллекторе образуется зона пониженного давления, перемещающаяся по трубе до тех пор,  пока она не ударится о препятствие, которым служит место соединения труб,  и отражается в обратном направлении,  в сторону следующего цилиндра. За счет длин труб достигается момент, когда зона пониженного давления оказывается у следующего выпускного клапана в момент его открытия. Такое разряжение позволяет лучшим образом наполнять цилиндр новой топливовоздушной смесью.

Сразу за коллектором располагается каталитический нейтрализатор, в задачи которого входит снижение количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, образующихся в процессе сгорания топлива, которыми являются окись углерода (CO), углеводороды (CH), образованные в результате неполного сгорания топлива, оксиды азота (NO) и несгоревшие частицы сажи (в дизельных двигателях).

Катализатор представляет собой металлическую конструкцию (нержавеющая сталь) с сотовыми керамическими пластинками внутри, поверхность которых покрыта сплавом, содержащим платину, родий и палладий. Собственно эти металлы и увеличивают стоимость выхлопной системы.

Отработавшие газы из выпускного коллектора поступают в катализатор, в котором, соприкасаясь с поверхностью сот, окись углерода превращается в углекислый газ, углеводороды в воду и углекислый газ, окись азота в воду и азот. Работает катализатор при температуре  выхлопных газов от 200 Сo до 800 Сo. Если температура будет ниже, то процессов окисления не будет, если выше, то оплавится катализаторная решетка, что приводит его в негодность. Также выводят из строя катализатор изношенные двигатели. В таких случаях масло, попадающее и несгорающее в цилиндрах, оседает на керамических поверхностях катализатора. Изношенные или несоответствующие данному двигателю свечи зажигания, которые не обеспечивают полное сгорание топлива, тоже сокращают его продолжительность службы. Кроме того, керамика – хрупкий материал и повреждение катализатора может привести к его разрушению, а повредить его не так уж и сложно, учитывая, что элементы выхлопной системы расположены под днищем автомобиля.  Резкое изменение температуры в меньшую сторону (попадание в лужу) также может его погубить.

Именно за счет катализатора производителям двигателей удается соблюдать требуемые экологические нормы. Наличие этого элемента является сегодня обязательным почти во всех странах мира.

Для правильной работы катализатора необходимо чтобы в отработавших газах содержалось определенное количество кислорода, при котором поддерживается рабочая температура каталитического нейтрализатора. Анализирует это лямбда-зонд. Датчик измеряет остаточное количество кислорода в отработавших газах и при помощи компьютера регулируется количество подаваемого топлива для получения оптимальной рабочей смеси. Катализатор в паре с лямбда-зондом позволяют не только уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу, но и обеспечивают меньший расход топлива,  улучшают эффективность работы двигателя.

При выходе из строя лямбда-зонда, возможны различные пропорции топлива и воздуха в топливовоздушной смеси: обогащенная либо обедненная. И та и другая уничтожают катализатор, первая  – за счет большого содержания углеводородов, вторая приводит к его перегреву.

Катализатор и лямбда-зонд очень чувствительны к качеству топлива. Заливать в топливные баки автомобилей, в выхлопной системе которых находится катализатор необходимо исключительно неэтилированный бензин. Пагубно влияет на них свинец, содержащийся в бензине, накапливающийся на стенках керамического покрытия. Кроме того, для увеличения продолжительности срока службы этих элементов лучше не применять присадки к топливу и моторному маслу, если в них содержится все тот же свинец.

На дизельных двигателях очистка отработанных газов производится нерегулируемым окислительным катализатором. Уменьшение содержащихся вредных веществ в таких моторах достигается за счет системы повторного сжигания выхлопных газов. При помощи специального клапана, установленного в выхлопной системе на прогретом двигателе часть  отработанных газов направляется в  цилиндры двигателя, в результате чего уменьшается процент окисей азота  в выбрасываемых в атмосферу газах. Каталитические нейтрализаторы кроме всего, способствуют снижению шума.
Сгорание топливовоздушной смести носит взрывной характер, что сопровождается характерным звуком. Для борьбы  с этим в системе выпуска отработавших газов устанавливается глушитель. В зависимости от способов работы, глушители делятся на четыре типа: резонатор, отражатель, ограничитель и поглотитель.

Резонатор, как правило, располагается сразу за каталитическим нейтрализатором, и по своей сути является предварительным глушителем. Конструктивно он представляет собой перфорированную трубу и окружающую ее камеру. Чаще всего резонаторы включают в себя несколько камер различного размера и служат для гашения  низкочастотных шумов.

Ограничитель является трубой в корпусе глушителя, диаметр которой сначала значительно сужается, создавая акустическое сопротивление потоку, за которым следует полость большого объема, сглаживающая колебания. Звуковая энергия рассеивается в отверстии, нагревая газ. Чем больше сопротивление, то есть меньше отверстие, тем лучше эффективность сглаживания. Существенным минусом такого глушителя является большое сопротивление потоку.

Чаще всего замыкает выхлопную систему отражатель. В его корпусе находится большое количество стенок, играющих роль акустических зеркал. Каждое отражение звука от которых – это частичная потеря энергии, затрачиваемая на нагрев зеркал. В итоге внутри глушителя энергия звуковых волн переходит в тепловую и рассеивается в атмосферу.

Поглотитель гасит акустические волны за счет пористого материала, расположенного в нем. Принцип тот же, что и у отражателя. Энергия звуковых колебаний преобразуется в тепловую за счет трения волокон стекловолокна, колеблющихся под действием звуковой энергии.  Как правило, сегодня производители используют все перечисленные методы для создания системы выпуска отработавших газов.

Система выпуска отработавших газов (ОГ) (Впрыск Denso) Mazda

• Задача системы выпуска отработавших газов состоит в преобразовании газов в соответствии с установленными законом предельными значениями.

• Система выпуска отработавших газов в основном состоит из следующих компонентов:

— Выхлопная система

— Система рециркуляции отработавших газов

— Система дизельного сажевого фильтра

— Система селективной каталитической нейтрализации (только для модернизированной модели СХ-7 Facelift с двигателем R2)

Расположение элементов системы

Система выпуска отработавших газов на автомобиле Mazda5 с двигателем RF-T

1. Датчик разности давлений/датчик температурной компенсации сажевого фильтра (DPF) 2. Окислительный катализатор и сажевый фильтр дизельного двигателя 3. Датчики температуры выхлопных газов 4. Лямбда-зонд 5. Радиатор рециркулируемых отработавших газов 6. Впускной запорный клапан 7. Клапан системы рециркуляции отработавших газов (EGR)

Общий вид системы

Система выпуска отработавших газов для двигателя RF-T

1. Клапан EGR 2. Радиатор рециркулируемых отработавших газов 3. Окислительный катализатор 4. Система фильтрации твердых частиц выхлопа дизельного двигателя (DPF) 5. К блоку управления силовым агрегатом (РСМ) 6. Впускной запорный клапан

Выхлопная система

• Выхлопная система очищает выбрасываемые двигателем отработавшие газы и одновременно снижает шум выпуска.

• Выхлопная система в основном состоит из следующих компонентов:

— Выпускной коллектор, выхлопные трубы, глушители

— Окислительный катализатор (с встроенным сажевым фильтром)

Выхлопная система автомобиля Mazda5 с двигателем RF-T

1. Выпускной коллектор 2. Турбокомпрессор 3. Передняя выхлопная труба 4. Катализатор 5. Средняя выхлопная труба 6. Основной глушитель

Катализатор

• Поскольку дизельные двигатели эксплуатируются с избытком воздуха, катализатор использует избыток кислорода из потока отработавших газов для преобразования вредных углеводородов (НС) и окиси углерода (СО) в С0₂ и Н₂0. Катализатор состоит из керамического (сотового) носителя, на который нанесен пористый оксидный слой, так называемый Washcoat. На этот слой нанесено каталитическое платиновое покрытие, имеющее структуру, которая увеличивает эффективную площадь.

• Рабочая температура катализатора в значительной степени влияет на скорость преобразования. Ввиду избытка воздуха преобразование вредных веществ в отработавших газах начинается уже при рабочей температуре в 170 С. Оптимальная эффективность катализатора достигается в диапазоне рабочей температуры от 170 до 350 С. При рабочей температуре, превышающей 350 С, увеличивается выброс твердых частиц, поскольку сера, содержащаяся в дизельном топливе, способствует образованию сульфатов. При температурах, превышающих 800 С, начинается процесс старения каталитического слоя, который через некоторое время полностью теряет свою эффективность.

1. Керамический сотовый носитель

2. Поток отработавших газов

3. Каталитический слой

4. Слой, наносимый на поверхность носителя катализатора

5. Washcoat

6. Каналы

• В автомобилях, оборудованных сажевым фильтром, окислительный катализатор за счет преобразования окиси азота (N0) в диоксид азота (N0₂) способствует снижению температуры воспламенения и естественной регенерации. Поскольку этот процесс протекает чрезвычайно медленно, он возможен только в благоприятных эксплуатационных условиях, например при длительной работе двигателя при высоких нагрузках (движение по автостраде).

• При увеличении отложений сажи в выхлопной системе и в катализаторе окисления возможна забивка узких каналов в керамическом носителе. Это увеличивает противодавление отработавших газов и приводит к потере мощности.

Примечание: Окислительный катализатор не подлежит чистке или ремонту. В случае необходимости катализатор следует заменить.

Система выпуска отработавших газов (глушители) УАЗ

Марка авто ГАЗ 6 ГАЗ, УАЗ 1 УАЗ 8 УАЗ 3151 2 УАЗ 3151, Хантер 1 УАЗ 3160 3 УАЗ 3303 2 УАЗ 452 1 УАЗ 452 Буханка 24 УАЗ 452, Хантер, Патриот 1 УАЗ 469 1 УАЗ 469, 3151 4 УАЗ 469, 3151, Хантер 1 УАЗ 469, 452 2 УАЗ Патриот 9 УАЗ Патриот, Пикап, Карго 1 УАЗ Патриот, Хантер 3 УАЗ Пикап 2 УАЗ Пикап, Карго 3 УАЗ Профи 2 УАЗ Хантер 5 УАЗ Хантер, Патриот 8 УАЗ, ГАЗ 7

Производитель Autogur73 1 Espra 12 MetalPart 13 Баксан 40 Квадратис 5 МГС, Россия 7 ОАО УАЗ 5 Россия 1 Экомаш, Россия 11

Материал алюминизированная сталь 22 нержавейка 20 сталь 6

Вид глушитель 12 глушитель с выхлопной трубой 2 глушитель с гофрой 4 глушитель с резонатором 6 гофра 1 кронштейн 1 приемная труба 2 прокладка 2 резонатор 15 хомут 5

Двигатель 402 1 406 5 409 30 417 1 417, 421 1 421 5 421, 417 4 514 6 4213 3 4213, 409, 514 1 4216 3 514, 409 1 Iveco 2 Андория, 4213, 409 1

Система выпуска отработавших газов двигателя ВАЗ-21114

Страница 1 из 2

Система выпуска состоит из выпускного коллектора, выполненного заодно с катколлектором, дополнительного и основного глушителей и соединяющих их труб

В верхней части катколлектора установлен датчик концентрации кислорода (лямбда – зонд).

Для автомобилей Euro-3 применяются два датчика концентрации кислорода

Диагностический датчик устанавливается после нейтрализатора в нижней части катколлектора.

Каталитический нейтрализатор отработавших газов предназначен для уменьшения выбросов в атмосферу оксида углерода, оксидов азота и несгоревших углеводородов.

На автомобиле установлен нейтрализатор с металлическим носителем. Он состоит из множества сот, изготовленных из гофрированной фольги и покрытых катализаторами дожига.

Проходя через соты нейтрализатора, оксид углерода превращается в малотоксичный углекислый газ, а оксиды азота восстанавливаются до безвредного азота.

Степень очистки газов в исправном нейтрализаторе достигает 90—95%. для нормальной работы нейтрализатора состав отработавших газов (в частности, содержание в них кислорода) должен находиться в строго заданных пределах.

Эту функцию выполняет электронный блок управления двигателем — контроллер, определяющий количество подаваемого топлива в зависимости от показаний датчика концентрации кислорода.

При наличии в отработавших газах соединений свинца каталитический нейтрализатор и датчик концентрации кислорода быстро выходят из строя. Поэтому эксплуатация автомобиля на этилированном бензине категорически запрещается, даже кратковременная.

Также причиной выхода из строя нейтрализатора может стать неисправная система зажигания.

При пропусках искрообразования несгоревшее топливо, попадая в нейтрализатор, догорает и закоксовывает соты, что может привести к полной закупорке выпускной системы и остановке (или сильной потере мощности) двигателя.

Контроллер имеет функцию защиты нейтрализатора от пропусков зажигания, которые могут быть обнаружены в одном или двух цилиндрах одновременно.

Контроллер при этом отключает подачу топлива в эти цилиндры, а сигнализатор неисправности системы управления двигателем, расположенный в комбинации приборов, загорается в мигающем режиме.

В этом случае необходимо прекратить движение, остановить двигатель, попытаться найти причину и устранить неисправность. Если этого сделать не удается, необходимо отбуксировать автомобиль до ближайшей станции технического обслуживания.

Глушители и катколлектор неразборные узлы, при выходе из строя должны заменяться новыми.

Между катколлектором и головкой блока цилиндров установлена металлоармированная термостойкая прокладка (общая для катколлектора и впускной трубы).

К катколлектору на трех шпильках крепится труба дополнительного глушителя.

Соединение уплотнено термостойкой прокладкой. В трубу дополнительного глушителя встроен металлокомпенсатор.

Он уменьшает передачу колебаний силового агрегата на систему выпуска отработавших газов. Задняя часть трубы дополнительного глушителя соединена с трубой основного глушителя шарнирно.

Между их фланцами находится металлическое кольцо со сферической наружной поверхностью.

Внутренняя поверхность фланцев — также сферическая, сами фланцы стянуты хомутом. На кузове, над дополнительным глушителем и металлокомпенсатором, установлены теплозащитные кожухи.

Система выпуска подвешена к кузову на четырех резиновых подушках.

Обслуживание системы выпуска заключается в ее периодическом осмотре, проверке на герметичность соединений и наличие сквозной коррозии, предусматривает подтяжку ослабленных соединений.

Система выпуска отработанных газов. Внешние и внутренние факторы.

Полистав массу автомобильной литературы по ремонту, содержанию и тюнингу, в лучшем случае можно набраться знаний о способах крепления выпускного тракта к кузову. Еще эти книжки, в изобилии представленные на прилавках магазинов автозапчастей, поведают о вариантах конструкций соединения деталей магистрали для выхлопных газов. Даже производители нестандартных выпускных систем особо не утруждают себя сопроводительной информацией об особенностях своей продукции.

Нередко можно наблюдать картину, как озадаченный выбором покупатель докучает утомленному продавцу вопросами о параметрах того или иного образца глушителя, что вывешены на стендах или представлены в каталогах.

В первую очередь перед покупкой большинство интересуется, конечно же, звучанием потенциального приобретения. Внешность оконечных «банок» тоже имеет значение, несмотря на то, что глушитель лишь чуть-чуть выглядывает из-под заднего свеса машины. Неискушенному начинающему тюнеру буквально снится, как он проносится по улицам, оглушая окрестности мощнейшим ревом прямотока.

Впоследствии добрая половина и тех и других, наслушавшись рева прямоточных глушителей в ежедневных поездках по городу, умеряют свой пыл. Такой звук утомляет физически. Даже те длинноволновые колебания, что не слышит ухо, на человека действуют угнетающе.

Слегка приглушенный звук машины хорош, только когда хочется оторваться на покатушках. Практика иметь разные машины для повседневной эксплуатации и для отжига по полной программе на какой-нибудь специально отведенной для этих целей трассе стала распространенным явлением в мире. Тем не менее, подбор элементов системы выпуска отработанных газов не становится менее актуальным при подготовке повседневных тюнинговых тачек. Ведь дело не ограничивается поиском негромкого, но благородного звучания для авто, использующегося каждый день. После доработки мотора его повысившийся потенциал требует как лучшего дыхания на впуске, так и иных параметров выхлопной системы. И даже когда с мотором ничего не делали, кроме установки воздушного фильтра нулевого сопротивления, очень соблазнительно получить еще несколько лошадиных сил путем замены внешних компонентов и узлов, не залезая в нутро двигателя.

В последнем случае немаловажен эмоциональный фон. Поначалу многих цепляет голос прямотока, а обещанная им мощь мотора просто завораживает перспективами и вводит в заблуждение. Вера в силы техники, подтвержденные соответствующим аудиорядом, рисует в глазах владельцев прибавку на 5-10 л.с. И без корректных дорожных и стендовых замеров этих лошадиных фантомов не убить. Но далеко не всегда автомобиль, слышимый за несколько кварталов, преодолевает путь вдоль этих кварталов быстрее своих тихих попутчиков. Непосредственность сама громкость не является показателем правильно подобранного, а тем более настроенного выпускного тракта.

Потери в выхлопных газах — обзор

19.1 Введение

По мере развития авиационной отрасли тем, кто управляет ею, требуются хорошие знания во многих ее аспектах. Одним из важных аспектов являются летно-технические характеристики самолетов, которые играют жизненно важную роль в экономическом благополучии авиакомпаний, конструкторов и производителей самолетов. При принятии решений необходимо учитывать такие характеристики, как соотношение между расходом топлива, расстоянием и допустимой полезной нагрузкой для данного самолета.

Инженер, проектирующий силовые установки для самолетов, принимает решения относительно типа, конфигурации, размера и расположения с учетом ожидаемых характеристик конечного продукта.По этой причине инженер должен быть знаком с летно-техническими характеристиками самолета и силовой установки, а также с влиянием проектных факторов на эти характеристики. Хорошие знания летно-технических характеристик воздушных судов также необходимы эксплуатантам воздушных судов. Авиакомпаниям нужна эта информация, чтобы определить, как воздушные суда могут эксплуатироваться эффективно, экономично, безопасно и с минимальным воздействием на окружающую среду. Точно так же вооруженные силы должны понимать летно-технические характеристики самолета, чтобы использовать его таким образом, чтобы обеспечить максимально возможное преимущество и наиболее эффективную поддержку.

Следовательно, инженер должен разбираться в характеристиках самолета для проектирования и анализа, а также оценки готового самолета. Аналогичным образом, хорошее знание летно-технических характеристик и ограничений различных классов самолетов необходимо для разработки надежных стратегий для коммерческого и военного применения. Эксергетический анализ может помочь предоставить эту информацию, поскольку это полезный инструмент для проектирования, анализа и улучшения характеристик авиационных силовых установок и летных систем.

В этой главе представлен анализ эксергии самолета с турбореактивным двигателем во время полета. Применение эксергии в авиакосмических двигателях было несколько ограничено. Ранние усилия включали усилия Кларка и Хорлока [1] и Льюиса [2]. Затем последовали приложения эксергии к различным типам аэрокосмических двигателей (турбореактивный, двухконтурный, ГРВД) [3–7], в которых использовались более ранние подходы.

Распространение эксергетического анализа с наземных систем на аэрокосмический двигатель отличается от традиционного анализа наземных систем по двум основным направлениям:

•

Аэрокосмический двигатель обычно основан на открытом цикле Брайтона с создание тяги, обычно включающее выброс выхлопных газов при высоких температурах и скоростях.Этот процесс имеет высокие потери эксергии в выхлопе [8], которые не связаны с потерями, вызванными необратимостью внутри системы. Эти высокие выхлопные потери, характерные для аэрокосмического двигателя, приводят к низкому КПД по эксергии.

•

Условия эксплуатации значительно различаются во время работы аэрокосмических двигателей во время полета, что заметно отличается от ситуации для большинства наземных процессов, где окружающая среда обычно остается относительно постоянной.Эксергетический анализ требует определения эталонной среды, которую часто моделируют как окружающую среду, поскольку это фактическая среда, в которой работает система и происходят все обмены веществом и энергией. Приведенный ранее анализ эксергии использует единую типичную рабочую среду для каждого рассматриваемого двигателя, имитируя подход наземных систем, где достаточная точность и реалистичность анализа достигается с помощью единой эталонной среды. Однако колебания давления и температуры окружающей среды в типичных рабочих диапазонах для аэрокосмических двигателей (от уровня моря до 15 000 м) часто бывают значительными и могут повлиять на точность анализа, если их игнорировать.

Высокие потери выхлопных газов, отмеченные в первом пункте, привели к дальнейшим исследованиям в этой области с целью разработки пересмотренного основанного на втором законе метода оценки эффективности, основанного на более ранней концепции, описанной Курраном [9]. В этих усилиях подход анализа второго закона модифицируется для аэрокосмических двигателей путем сравнения желаемой выходной мощности не с общей потребляемой эксергией, а с выходной мощностью идеализированной версии рассматриваемого двигателя. Тогда эффективность двигателя не будет необоснованно «снижена» из-за большой эксергии выхлопных газов.Это различие между приложениями эксергетического анализа к аэрокосмическим и наземным системам привлекло большое внимание, и анализ аэрокосмических двигателей показал, что большая часть их неэффективности связана с тем, как они работают. Разработка метода оценки эффективности и проведения сравнений, учитывающих эту операцию, была в центре внимания недавних исследований, основанных на эксергии.

В этой главе основное внимание уделяется второму важному отличию в эксергетическом анализе аэрокосмических систем в отличие от наземных систем — вариациям в операционной среде.Поскольку фиксированная эталонная среда нереалистична для большинства аэрокосмических приложений, эталонная среда может быть смоделирована как окружающая рабочая среда, позволяя ей изменяться по мере изменения операционной среды. Эталонные условия окружающей среды могут варьироваться от условий на уровне моря до, в некоторых случаях, почти абсолютного нуля температуры и вакуума в космосе. Использование эталонной среды, фиксированной в одном рабочем состоянии, имеет преимущества в виде меньшей сложности вычислений и удобных оценок двигателя для высот полета, таких как низкая околоземная орбита и выше, а также недостатком наличия эталонной среды, отличной от реальной рабочей среды.

Здесь оценивается влияние различных моделей эталонной среды на эксергетический КПД турбореактивного двигателя во время полета. Рассмотрены постоянно меняющиеся и постоянные эталонные среды. Эта глава основывается на предыдущей работе [10], фокусируясь на существенно меняющихся условиях эксплуатации, возникающих при применении анализа эксергии к аэрокосмическим двигателям во время полета, в соответствии с работой Кларка и Хорлока [1].

Следует отметить, что исследования и аналитические исследования продолжаются в отношении предпочтительных способов использования методов эксергии для повышения характеристик и эффективности самолетов и аэрокосмических систем.Были проведены работы по различным аспектам систем и их влиянию на эксергетический КПД, включая непроектные условия, действия, связанные с маршрутом, характеристики двигателя, воздействие на окружающую среду и вопросы, связанные с устойчивостью. Например, оптимальное управление самолетом на основе эксергии также было темой исследования [11]. Также продолжаются исследования авиационной эмиссии. Например, влияние угла траектории снижения на выбросы газов было проанализировано для коммерческих самолетов [12]. Многие из этих исследований были недавно рассмотрены [13].

Системы и компоненты системы рециркуляции ОГ

Системы и компоненты системы рециркуляции ОГ

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : Системы рециркуляции отработавших газов были коммерциализированы как метод снижения выбросов NOx для широкого диапазона дизельных двигателей, от дизельных двигателей для легких, средних и тяжелых условий эксплуатации до двухтактных низкооборотных судовых двигателей.При проектировании систем рециркуляции выхлопных газов необходимо учитывать ряд факторов, в том числе: накопление отложений, загрязняющие вещества, моторное масло, упаковку системы и многое другое. Основными компонентами систем рециркуляции ОГ являются клапаны рециркуляции ОГ и охладители рециркуляции ОГ.

Коммерческие системы EGR

Обзор

Рециркуляция выхлопных газов (EGR) — это метод контроля выбросов NOx, применимый к широкому спектру дизельных двигателей, от дизельных двигателей легкой, средней и большой мощности до двухтактных тихоходных судовых двигателей.Системы рециркуляции отработавших газов также используются во многих категориях двигателей с циклом Отто, где преимущества могут варьироваться от повышения эффективности (снижение расхода топлива) до снижения проскока метана в низкооборотных двухтопливных двигателях.

Конфигурация системы рециркуляции отработавших газов зависит от требуемой скорости рециркуляции отработавших газов и других требований конкретного приложения. Большинство систем рециркуляции отработавших газов включают в себя следующие основные аппаратные компоненты:

• Один или несколько регулирующих клапанов системы рециркуляции ОГ
• Один или несколько охладителей системы рециркуляции ОГ
• Трубопроводы, фланцы и прокладки

В различных типах систем возможен ряд других специализированных компонентов.Общие примеры включают смесители, использующие сопло Вентури (смеситель Вентури , или насос Вентури , ) и насосы EGR, также называемые нагнетателями EGR, которые приводятся в действие электродвигателем или механическим соединением с двигателем.

Двигатели для тяжелых условий эксплуатации

Система рециркуляции отработавших газов для DDC серии 60, рис. 1, является примером систем, применяемых во многих двигателях большой мощности в Северной Америке в 2002 модельном году и позже. Система рециркуляции отработавших газов представляет собой систему контура высокого давления (HPL), в которой часть выхлопных газов отбирается перед турбонагнетателем.Турбокомпрессор с изменяемой геометрией, помимо прочего, обеспечивает положительную разницу давлений между выпускным и впускным коллекторами для обеспечения адекватного потока системы рециркуляции отработавших газов, когда это необходимо. Затем рециркуляция отработавших газов проходит через охладитель системы рециркуляции отработавших газов, в который поступает вода из водяной рубашки двигателя. Из охладителя рециркуляция отработавших газов проходит через трубу рециркуляции отработавших газов на другую сторону двигателя к расходомеру типа Вентури, который обеспечивает сигнал обратной связи для контроля скорости рециркуляции отработавших газов. Регулирующий клапан системы рециркуляции отработавших газов, расположенный непосредственно перед корпусом смесителя, отвечает за управление скоростью рециркуляции отработавших газов.Затем EGR поступает во впускной коллектор, где смешивается с охлажденным наддувочным воздухом перед тем, как попасть в двигатель. Деталь клапана рециркуляции ОГ на рис. 1 также показывает пластину нагревателя рециркуляции ОГ, предназначенную для использования при низких температурах окружающей среды. Пластина нагревателя нагревает рециркуляцию отработавших газов, проходящую через клапан, чтобы предотвратить образование льда в корпусе смесителя.

Рисунок 1 . Detroit Diesel Corporation US EPA 2007 Series 60, оснащенная охлаждаемой системой рециркуляции выхлопных газов HPL

Ряд изменений произошел в этой системе рециркуляции отработавших газов с момента ее введения в 2002 году.В более старых версиях этого двигателя (US EPA 2002/2004) клапан рециркуляции ОГ расположен на впускной стороне охладителя рециркуляции ОГ. В ранних версиях использовался клапан с пневматическим приводом, который был заменен клапаном с гидравлическим приводом, и, наконец, клапан с электрическим приводом, показанный на рисунке 1. В некоторых версиях также использовались отводы давления перед и после регулирующего клапана рециркуляции отработавших газов, чтобы контролировать перепад давления на клапане для Обратная связь по скорости рециркуляции отработавших газов вместо расходомера типа Вентури. К 2008 году расходомер Вентури был полностью удален.

Другим примером охлаждаемой системы рециркуляции выхлопных газов для двигателей большой мощности является система Scania Euro IV, показанная на рисунке 2. Выхлоп перед турбиной (HPL) направляется через регулирующий клапан рециркуляции выхлопных газов и охладитель рециркуляции выхлопных газов во впускную систему двигателя. Вода в рубашке двигателя также используется в качестве охлаждающей среды в охладителе системы рециркуляции ОГ. Как правило, систему рециркуляции ОГ можно охлаждать охлаждающей жидкостью двигателя, окружающим воздухом или низкотемпературной жидкостью.

Рисунок 2 . Система EGR с одноступенчатым охлаждением для двигателей Scania Euro IV

(Источник: Scania)

Двигатели малой мощности

Применение системы рециркуляции выхлопных газов не ограничивается двигателями большой мощности, но также распространяется и на двигатели легких транспортных средств.На рис. 3 схематически представлена ​​система рециркуляции выхлопных газов легкового автомобиля от двигателя Audi 3,3 л V8 TDI Euro 3, представленного в 1999 г. [1132] .

Рисунок 3 . Схематическое изображение системы EGR / впускной дроссельной заслонки высокоскоростного легкового автомобиля для приложения Euro 3

Двигатель Audi 3,3 л V8 TDI

Система рециркуляции отработавших газов представляет собой контур высокого давления с охлаждаемой системой рециркуляции отработавших газов. Часть выхлопных газов направляется через регулирующий клапан системы рециркуляции отработавших газов и поступает в охладитель системы рециркуляции отработавших газов.Из охладителя EGR поступает в узел дроссельной заслонки, где он смешивается с отфильтрованным свежим воздухом для горения под высоким давлением, который был охлажден промежуточным охладителем, чтобы восстановить часть его плотности. Затем смесь воздуха и EGR попадает в двигатель через впускной коллектор. Хотя двигатель оснащен турбонагнетателем с изменяемой геометрией (VTG), который может создавать более высокое давление в выпускном коллекторе, чем давление на впуске, для управления системой рециркуляции отработавших газов, впускной дроссель используется в некоторых условиях, когда невозможно создать достаточный дифференциал с помощью VTG.Эта система очень похожа на системы рециркуляции отработавших газов, используемые в других приложениях стандарта Euro 3, а также EPA Tier 1 и Tier 2 Bin 10.

В начале 2000-х годов существовало некоторое мнение, что будущие двигатели с более высокой скоростью рециркуляции отработавших газов потребуют какой-либо формы насоса рециркуляции отработавших газов для достижения требуемых выбросов NOx при выходе из двигателя, требуемых в соответствии с будущими стандартами выбросов. Система рециркуляции выхлопных газов высокого давления, обеспечивающая такие высокие показатели рециркуляции выхлопных газов, приведет к неприемлемой экономии топлива. Однако вместо насоса во многих из этих систем использовалась гибридная конфигурация, подобная той, которая проиллюстрирована на Рисунке 4 для 2.Двигатель Volkswagen TDI объемом 0 л, представленный в Северной Америке для приложений Tier 2 Bin 5 Агентства по охране окружающей среды 2009 модельного года. Система рециркуляции отработавших газов высокого давления управляется клапаном рециркуляции ОГ высокого давления и положением лопастей турбонагнетателя. HPL EGR используется при более низких оборотах двигателя и более низких нагрузках. При более высоких нагрузках и оборотах двигателя подача EGR переключается на систему LPL EGR. Хотя это и не показано, LPL системы рециркуляции ОГ на Рисунке 4 включает в себя фильтр рециркуляции ОГ (Рисунок 28).

Рисунок 4 . Гибридная система рециркуляции отработавших газов для дизельного топлива Tier 2 Bin 5 Агентства по охране окружающей среды США

VW 2.Двигатель 0 л TDI. Положение клапанов 1, 2 и 3 типично для работы системы рециркуляции ОГ на НД при высоких оборотах двигателя и высоких нагрузках. При низких оборотах двигателя и нагрузках клапан 3 полностью закрыт, а клапаны 1 и 2 открыты, чтобы обеспечить работу системы рециркуляции выхлопных газов высокого давления.

Асимметричная система турбонаддува Daimler показана на рисунке 5. Система рециркуляции отработавших газов высокого давления подается на все 6 цилиндров только из 3 цилиндров. Турбина турбонагнетателя с фиксированной геометрией представляет собой конструкцию с двумя спиралями, но спираль для цилиндра, снабжающего систему рециркуляции отработавших газов, имеет меньшую площадь поперечного сечения, чтобы эти цилиндры могли создавать более высокое противодавление и обеспечивать адекватный поток системы рециркуляции отработавших газов в более широком диапазоне рабочих условий, чем было бы возможно с турбиной с фиксированной геометрией и одинаковыми размерами спиралей.Такой подход позволяет избежать использования турбины с изменяемой геометрией. Другая, более крупная спираль может быть оптимизирована для продувки других трех цилиндров [3934] .

Рисунок 5 . Асимметричная система турбонаддува Daimler

Двухтактные низкооборотные дизельные двигатели

Для низкооборотных двухтактных судовых двигателей, предназначенных для сжигания мазута (HFO), система рециркуляции отработавших газов может стать довольно сложной из-за необходимости очищать рециркулируемый выхлопной газ от вредных металлов и серы и необходимости поддерживать выхлопной коллектор. давление ниже, чем во впускном коллекторе, чтобы обеспечить продувку цилиндра.На рисунке 6 показана одна такая система, разработанная для модифицированного приложения [2466] .

Рисунок 6 . Система рециркуляции отработавших газов для низкоскоростного двухтактного морского оборудования, сжигающего высокосернистое HFO

(Источник: MAN Diesel & Turbo)

Основными компонентами являются: скруббер, охладитель, уловитель водяного тумана, нагнетатель, запорный клапан, переключающий клапан, водоочистная установка (WTP), состоящая в основном из буферного резервуара, системы дозирования NaOH и блока очистки воды. Система управления контролирует количество рециркуляции отработавших газов, давление продувочного воздуха, дозирование NaOH, циркуляцию воды в скруббере и сброс воды из скруббера.

Очистку можно проводить морской или пресной водой. При очистке морской водой, которая является основным режимом работы, морская вода проходит через скруббер один раз и сбрасывается в море. Для главного силового двигателя мощностью 20 МВт необходимо закачивать не более 900 м ³ / ч морской воды, что составляет около 1% максимального расхода топлива.

При очистке пресной водой, используемой в зонах, где не допускается сброс, около 99% промывной воды рециркулирует. Когда пресная вода проходит через скруббер, она становится кислой из-за серы в выхлопных газах.Система дозирования NaOH используется для нейтрализации этой кислоты. Буферный бак обеспечивает постоянный поток воды в скруббер. Устройство очистки воды (WCU) используется для удаления твердых частиц, которые становятся взвешенными в воде скруббера. Твердые частицы сбрасываются в виде концентрированного ила в отстойник на судне. WCU разработан для очистки скрубберной воды до такой степени, что ее можно сбрасывать в открытое море в соответствии с критериями сброса скрубберной воды IMO.

Максимальный поток пресной воды через скруббер составляет 200 м ³ / ч при MCR (максимальная непрерывная производительность). Поскольку это составляет лишь около одной пятой потока, необходимого для очистки морской водой, это приведет к снижению расхода топлива. Однако для нейтрализации кислой промывной воды требуется NaOH. При работе на HFO с содержанием серы 3% потребуется максимальное потребление NaOH примерно 10-12 кг / МВтч. Поскольку очистка пресной водой используется только во время гавани или прибрежного плавания, мощность главного двигателя будет низкой, а время плавания будет коротким, что еще больше снизит потребление NaOH.Типичное прибытие в порт составляет максимум два часа и мощность двигателя 2-3 МВт, что дает общее потребление около 50 кг NaOH.

Для систем, предназначенных для судового топлива, содержащего менее 0,5% серы, для нейтрализации серной кислоты по-прежнему требуется буферизация, но очистка воды и удаление шлама — это не [4066] .

###

Основы турбокомпрессора

Основы турбокомпрессора

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Турбокомпрессоры — это центробежные компрессоры, приводимые в действие турбиной выхлопного газа и используемые в двигателях для повышения давления наддувочного воздуха. Производительность турбокомпрессора влияет на все важные параметры двигателя, такие как экономия топлива, мощность и выбросы. Прежде чем перейти к более подробному обсуждению специфики турбокомпрессора, важно понять ряд фундаментальных концепций.

Конструкция турбокомпрессора

Турбокомпрессор состоит из колеса компрессора и колеса турбины выхлопного газа, соединенных сплошным валом и используемого для повышения давления всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания. Турбина выхлопного газа извлекает энергию из выхлопного газа и использует ее для привода компрессора и преодоления трения. В большинстве автомобильных применений и компрессор, и турбинное колесо являются радиальными. В некоторых приложениях, таких как средне- и низкооборотные дизельные двигатели, можно использовать колесо турбины с осевым потоком вместо турбины с радиальным потоком.Поток газов через типичный турбокомпрессор с радиальным компрессором и турбинными колесами показан на Рисунке 1 [482] .

Рисунок 1 . Конструкция турбокомпрессора и расход газов

(Источник: Schwitzer)

Центр-Жилье. Общий вал турбина-компрессор поддерживается системой подшипников в центральном корпусе (корпусе подшипника), расположенном между компрессором и турбиной (Рисунок 2). Узел колеса вала (SWA) относится к валу с прикрепленными колесами компрессора и турбины, т.е.е., вращающийся узел. Узел вращения центрального корпуса (CHRA) относится к SWA, установленному в центральном корпусе, но без корпусов компрессора и турбины. Центральный корпус обычно отлит из серого чугуна, но в некоторых случаях может использоваться и алюминий. Уплотнения предотвращают попадание масла в компрессор и турбину. Турбокомпрессоры для систем с высокой температурой выхлопных газов, таких как двигатели с искровым зажиганием, также могут иметь охлаждающие каналы в центральном корпусе.

Рисунок 2 . Турбокомпрессор в разрезе

Турбонагнетатель отработавших газов бензинового двигателя, вид в разрезе, показывающий колесо компрессора (слева) и колесо турбины (справа). Подшипниковая система состоит из упорного подшипника и двух полностью плавающих опорных подшипников. Обратите внимание на охлаждающие каналы.

(Источник: BorgWarner)

Подшипники турбокомпрессора

Подшипники. Система подшипников турбокомпрессора выглядит простой по конструкции, но она играет ключевую роль в ряде важных функций.К наиболее важным из них относятся: контроль радиального и осевого движения вала и колес и минимизация потерь на трение в подшипниковой системе. Подшипниковым системам уделяется значительное внимание из-за их влияния на трение турбокомпрессора и его влияние на топливную экономичность двигателя.

За исключением некоторых крупных турбонагнетателей для тихоходных двигателей, подшипники, поддерживающие вал, обычно расположены между колесами в выступе. Эта гибкая конструкция ротора гарантирует, что турбокомпрессор будет работать выше своей первой и, возможно, второй критических скоростей, и, следовательно, может подвергаться динамическим условиям ротора, таким как завихрение и синхронная вибрация.

Уплотнения. Уплотнения расположены на обоих концах корпуса подшипника. Эти уплотнения представляют собой сложную конструктивную проблему из-за необходимости поддерживать низкие потери на трение, относительно больших перемещений вала из-за зазора в подшипниках и неблагоприятных градиентов давления в некоторых условиях.

Эти уплотнения в первую очередь служат для предотвращения попадания всасываемого воздуха и выхлопных газов в центральный корпус. Давление во впускной и выпускной системах обычно выше, чем в центральном корпусе турбокомпрессора, который обычно находится на уровне давления в картере двигателя.По существу, они в первую очередь предназначены для уплотнения центрального корпуса, когда давление в центральном корпусе ниже, чем во впускной и выпускной системах. Эти уплотнения не предназначены для использования в качестве основного средства предотвращения утечки масла из центрального корпуса в выхлопную и воздушную системы. Попадание масла в контакт с этими уплотнениями обычно предотвращается другими средствами, такими как масляные дефлекторы и вращающиеся пальцы.

Уплотнения турбокомпрессора отличаются от мягких манжетных уплотнений, которые обычно используются во вращающемся оборудовании, работающем при гораздо более низких скоростях и температурах.Уплотнение с поршневым кольцом — это один из наиболее часто используемых типов уплотнений. Он состоит из металлического кольца, внешне похожего на поршневое кольцо. Уплотнение остается неподвижным при вращении вала. Иногда используются уплотнения лабиринтного типа. Обычно уплотнения вала турбонагнетателя не предотвращают утечку масла, если перепад давления меняется на противоположный, так что давление в центральном корпусе выше, чем во впускной или выпускной системах.

###

Как работает система рециркуляции выхлопных газов (EGR)

Обновлено: 3 октября 2019 г.

Система рециркуляции выхлопных газов или система рециркуляции отработавших газов является одной из нескольких систем контроля выбросов транспортных средств.Это помогает снизить количество оксидов азота (NOx) в выхлопных газах. Оксиды азота обычно образуются в процессе сгорания в цилиндрах двигателя.

Однако их образование резко возрастает при более высоких температурах горения (выше 1600 ° C или 2912 ° F).

Более высокие температуры сгорания также вредны для двигателя. Одним из эффектов, вызываемых высокими температурами сгорания, является преждевременное зажигание или детонация (звон), когда топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндрах не от искры, а от чрезмерного нагрева.Поскольку это происходит не в то время, до искры, детонация увеличивает нагрузку на компоненты двигателя.

Продолжительная детонация может повредить клапаны, поршни и другие детали, см. Это фото. Турбокомпрессор также быстрее выходит из строя при воздействии чрезмерного тепла.

Система рециркуляции отработавших газов снижает температуру сгорания, отводя небольшую часть выхлопных газов обратно во впускной коллектор.

Как это работает? Выхлопные газы больше не горючие. Разбавление всасываемого воздуха выхлопными газами снижает воспламеняемость топливно-воздушной заправки.
Не все автомобили оснащены системой рециркуляции отработавших газов; во многих новых автомобилях используется система изменения фаз газораспределения и другие средства контроля температуры сгорания и выбросов NOx.

Реклама — Продолжить чтение ниже

Компьютер двигателя (PCM) открывает или закрывает клапан EGR для управления потоком в системе EGR. Клапан рециркуляции ОГ соединяет выпускной коллектор с впускным коллектором. Клапан рециркуляции ОГ обычно закрыт. Нет потока EGR, когда двигатель холодный, на холостом ходу или во время резкого ускорения.Расход системы рециркуляции ОГ находится на пике во время непрерывного движения при умеренной нагрузке.

В некоторых автомобилях клапан рециркуляции ОГ приводится в действие вакуумным приводом, как показано на первой схеме ниже. В современных автомобилях установлен электрический клапан системы рециркуляции ОГ с шаговым двигателем. Подробнее о клапане рециркуляции ОГ.

Схема системы рециркуляции ОГ

PCM периодически проверяет систему рециркуляции отработавших газов вместе с другими системами контроля выбросов. Если расход больше или меньше ожидаемого, PCM обнаруживает неисправность и включает индикатор проверки двигателя на панели приборов.

Есть разные способы контролировать расход EGR. В некоторых автомобилях используется датчик температуры системы рециркуляции ОГ, установленный во впускной части системы рециркуляции ОГ. Когда клапан рециркуляции ОГ открывается, температура на стороне впуска повышается из-за горячих выхлопных газов.

Система рециркуляции ОГ с вакуумным клапаном рециркуляции ОГ и датчиком температуры рециркуляции ОГ

В более старых автомобилях Ford использовался датчик DPFE (DPFE означает рециркуляцию рециркуляции отработавших газов с обратной связью по перепаду давления), который измеряет поток рециркуляции ОГ на основе разницы в давлении на обеих сторонах дозируемого отверстия в выхлопной части системы рециркуляции ОГ.

Система рециркуляции ОГ с вакуумным клапаном рециркуляции ОГ и датчиком DPFE

В современных автомобилях используется электрический клапан системы рециркуляции ОГ (схема ниже). Некоторые автомобили также имеют охладитель системы рециркуляции отработавших газов. PCM управляет потоком EGR, открывая или закрывая клапан EGR с помощью шагового двигателя. Расход системы рециркуляции ОГ контролируется датчиком абсолютного давления в коллекторе (MAP), датчиком массового расхода воздуха и датчиком соотношения воздух / топливо.

Система рециркуляции ОГ с электрическим (шаговым двигателем) клапаном рециркуляции ОГ и охладителем рециркуляции ОГ

Performance Конструкция и теория выхлопной системы

Высокопроизводительная выхлопная система является отличительным элементом любого транспортного средства внутреннего сгорания.Определение акустического профиля и влияние на диапазон мощности — конструкция выхлопа — это более динамичная наука, чем соединение нескольких труб и установка глушителей. Выхлопная система автомобиля — одна из наиболее часто изменяемых областей, когда редуктор управляет их поездкой.

Мы все стремимся к тому правильному звуку, который заявляет о себе как о боевой песне для наших предпочтительных автомобильных демографических групп, а тем, кто стремится к максимальной производительности, требуется настроенная длина и форма для достижения желаемой мощности.

Существует множество неправильных представлений о том, как настраиваются выхлопные системы и что на самом деле означают такие термины, как противодавление и продувка, для производительности. Надеюсь, с этим справочником вы будете лучше оснащены, чтобы понять, что нужно вашей конкретной выхлопной системе и как добраться до этой цели.

Давайте разберемся

Выхлопная система стоит больше, чем сумма ее частей, и каждый компонент должен быть адаптирован для работы со следующей деталью, находящейся ниже по потоку, и так далее.Начиная с головки блока цилиндров — мы обычно не думаем о фактическом выхлопном отверстии в головке как о части выхлопной системы — но, тем не менее, именно здесь все начинается. Небольшое понимание конструкции впускных отверстий ГБЦ и выпускных направляющих поможет визуализировать, что происходит после того, как сгоревшие газы покидают двигатель.

Бегуны

предназначены для обеспечения неограниченного потока при одновременной поддержке высоких скоростей. Это причина, по которой перенос должен выполняться с осторожностью, чтобы не нарушить динамику инженерной гидродинамики головки.Когда выпускной клапан открывается, расширяющиеся горячие газы устремляются из выпускного отверстия за счет хода поршня вверх. В OEM-приложениях это обычно означает сбрасывание группы цилиндров в выпускной коллектор.

Коллекторы

OEM не оптимизированы для потока.

Выпускные коллекторы обычно являются первой линией разочарования, когда дело доходит до направления выпуска. Поскольку литая конструкция была разработана для упрощения производства, они обычно тяжелые и не обеспечивают желательного смешивания импульсов выхлопа.Хотя некоторые производители улучшили коллекторы разной длины, от них часто отказываются в пользу решений для вторичного рынка.

Самым распространенным из них является «коллектор» — термин «коллекторы» на самом деле относится к первым трубчатым выпускным коллекторам, которые позволяют отводить выхлопные газы из двигателя. Эти трубы известны в выхлопной промышленности как первичные, потому что за ними обычно следуют последующие трубы различного размера.

Типовой ряд длинных трубок с коллектором, сформированным из четырех в один.

Первичные элементы имеют разную длину и разную конфигурацию для достижения различных желаемых эффектов, что в конечном итоге приводит к вторичным трубам, которые представляют собой трубки с увеличенным внутренним диаметром, так что они образуют скользящее соединение по внешнему диаметру первичного элемента. В ступенчатых коллекторах могут использоваться трубки разных размеров — до четырех или пяти между первичной частью и коллектором. Теория этой конструкции заключается в создании прогрессивной скорости выхлопа для оптимизации продувки вблизи цилиндра, предотвращая при этом ограничение на выходе.После того, как отдельные отрезки трубки проходят свой путь через моторный отсек, они часто соединяются вместе — это сборное соединение, известное как коллектор.

После коллекторов используется идеально прямой отрезок НКТ для обеспечения некоторой стабилизации вновь смешанных вихревых газов перед тем, как они попадут в глушитель. Гамбит типов глушителей, теорий и итераций — это столько же, сколько и дорога домой после неудачного теста на шумовое загрязнение на треке. Мы рассмотрим основные конкурирующие разработки и рассмотрим достоинства и недостатки каждого.

Размер имеет значение

Одна из первых проблем при создании или покупке высокопроизводительного выхлопа — это размер. Длина и диаметр трубы напрямую влияют на то, как конечная система влияет на двигатель и выхлоп, так как во всех гоночных приложениях форма должна следовать за функцией — и получать информацию от нее. Мы проконсультировались с Винсом Романом из Burns Stainless, властями по компонентам выхлопной системы для высокотехнологичных приложений. Они дали нам некоторое представление о том, как размер и дизайн выхлопных газов могут повлиять на производительность.

Настройка выхлопной системы для конкретного применения — это индивидуальная задача. Рабочий объем, размер выпускного клапана, система впуска, профиль кулачка, конструкция выпускного отверстия и диапазон оборотов — все это факторы, влияющие на принятие решения о том, какую форму должна принимать выпускная система. Общие эмпирические правила легко усвоить, но при их правильном применении все становится непросто.

Трубка меньшего диаметра будет способствовать высокой скорости и высокой продувке, что приводит к хорошей реакции дроссельной заслонки и мощности от низких до средних.По мере увеличения диаметра трубы скорость может упасть в зависимости от конфигурации двигателя, но поток при работе на высоких оборотах улучшится, что означает высокое значение пиковой мощности. Площадь поперечного сечения трубки играет важную роль в продувке.

«Когда у вас есть выхлопной коллектор, у которого нет коллектора, эта волна продувки ударяется о конец трубы и возвращается обратно, и возникает важное соотношение. Чем больше соотношение площадей, тем сильнее вакуумная волна. Когда у вас одна труба, соотношение площадей на конце трубы бесконечно, потому что вы открываете ее в атмосферу », — проиллюстрировал Роман.

Онлайн-калькуляторы настройки выхлопа могут предложить приблизительный размер, но могут не учитывать конкретное приложение. Любезно предоставлено Speed-Wiz.

«Когда вы стреляете той же самой трубкой в ​​коллектор, отношение площадей становится конечным числом, и мы уменьшаем силу этой волны. Это звучит нелогично, но при настроенной длине эта волна будет достаточно сильной, но когда вы не на скорости, мы ослабляем эту волну так, чтобы это не повлияло на производительность », — продолжил он.

Длина первичных трубок может иметь такое же значение, как и диаметр трубки.Подумайте о тромбоне и о том, как изменяется высота ноты при увеличении или приближении слайда. Более длинная основная трубка будет иметь характеристики, аналогичные характеристикам малого диаметра, а короткая трубка будет похожа на трубку большого диаметра. .

«Когда выпускной клапан открывается, у вас есть волна давления, которая начинает двигаться вниз по трубе, когда она достигает конца трубы, она меняет направление как волна вакуума, возвращается и ударяет по цилиндру. Вы хотите, чтобы эта волна ударила точно по закрытию выпускного отверстия. Это помогает нам вымывать остатки из цилиндра, и впускной канал начинает заполняться », — пояснил Роман.

Обычно размер первой длины первичной обмотки должен быть настолько близок к диаметру выпускного клапана, насколько это возможно. Таким образом, не происходит резкого падения скорости из-за увеличения объема от порта головки к выхлопной трубе — после длины, по крайней мере, одного фута, обычно начинают увеличивать диаметр. В случае применения с несколькими клапанами необходимо создать золотую середину, чтобы приспособиться к потоку.

Сначала немного теории: противодавление и продувка

Колебания давления от положительного до отрицательного легко заметны на протяжении всего цикла двигателя.График любезно предоставлен Grumpyvette.

Термин «противодавление» — это, несомненно, наиболее часто употребляемая фраза, чтобы проиллюстрировать важность уборки мусора. Очистка — это эффект, создаваемый использованием инерционной энергии импульса высокоскоростного выхлопного газа. Принцип Бернулли был первым, кто идентифицировал это явление, и он применялся ко всему — от мячей для гольфа до самолетов.

Высокоскоростной импульс выхлопных газов уносит с собой энергию; по мере того, как импульс движется в пространстве, он вытесняет за собой следующий объем.Это создает зону низкого давления, подобную слабому вакууму. Представьте себе, когда вы катитесь по автостраде, гигантский полуприцеп проезжает мимо вас намного быстрее — когда грузовик приближается сзади, вас выталкивает за пределы полосы движения носовая волна сжатого воздуха, которую создает грузовик, и грузовик, наконец, проезжает обратный эффект — ваш автомобиль втягивается в зону низкого давления, тянущуюся позади буровой установки. Тот же принцип используется во многих видах автоспорта.

Струя воздушно-топливной смеси устремляется в цилиндр, как только впускной клапан начинает открываться, в то время как выхлопные газы все еще выходят наружу. Фото любезно предоставлено Muscle Car DIY.

Эффект продувки достигается за счет использования выхлопной системы и коллектора подходящего размера. При правильном выполнении в освободившемся цилиндре остается зона низкого давления, готовая к поступающей заправке. Когда впускной клапан открывается, воздушно-топливная смесь может втиснуться, даже до того, как поршень начнет двигаться к нижней мертвой точке (НМТ) — это создает очень мягкий эффект принудительной индукции и, в конечном итоге, увеличивает мощность и крутящий момент.

Для создания наиболее агрессивного эффекта продувки требуется тонкий баланс, который в значительной степени обусловлен разделением кулачков распределительного вала (обычно более узкий означает больше, потому что увеличенное перекрытие клапанов оставляет выпускной клапан слегка открытым, создавая этот вакуум, в то время как впускной клапан одновременно открыт), и выпуск калибровка.

Цель состоит в том, чтобы генерировать максимально возможные скорости выхлопных газов при сохранении максимально возможного потока — эти два приоритета противоположны друг другу, когда дело доходит до размера труб, поэтому нахождение точки соприкосновения — это вопрос изучения приоритетов.

Карта кулачка показывает нам, где происходит перекрытие клапанов, и облегчается продувка. График любезно предоставлен Grumpyvette.

Противодавление — это термин, который вводит многих в заблуждение, заставляя думать, что это полезная характеристика, что их двигатель каким-то образом нуждается в противодавлении для правильной работы. Недоразумение вступает в игру, поскольку мы стремимся увеличить скорость выхлопных газов за счет ограничения диаметра трубок — ограничение, т.е. противодавление может быть побочным продуктом или симптомом, но не является целью. Ограниченная выхлопная система — не что иное, как препятствие.В конце концов, двигатель — это всего лишь воздушный насос, чем больше воздуха и топлива мы сможем протолкнуть через него, тем большую мощность он будет производить.

Типы и характеристики коллекторов

Коллекторы

представляют собой смесительные камеры выхлопной системы, эта общая камера статического давления позволяет производителю двигателя извлечь выгоду из деликатного выбора распределительного вала, тактичного переноса головки и других параметров, предусмотренных для сборки. Коллекционеры проявляют себя во множестве вариаций и технологий изготовления. Два основных типа образуются и сливаются.

Формованные коллекторы проще и дешевле производить.

Формованные коллекторы чаще встречаются в бюджетных системах и состоят из куска гидроформованного листового металла, предназначенного для размещения концевых концов первичных элементов. Коллекторы слияния изготавливаются из колен труб, фрезерованных под двумя углами для создания шва, по которому они могут быть соединены в две, три, четыре, пять, шесть или восемь вариантов трубок.

Идея коллектора состоит в том, чтобы позволить одному цилиндру использовать скорость выхлопных газов соседнего цилиндра.В отличие от зум-моделей, где каждая выхлопная труба независима, собранный выхлоп имеет явные преимущества и различия в звуке. В правильно спроектированной выхлопной системе первичные трубы синхронизируются в коллекторе, чтобы ориентировать порядок зажигания по круговой схеме. Последовательность импульсов создает эффект завихрения, который дополнительно улучшает очистку.

Коллекторы слияния трудоемки в изготовлении.

Наиболее распространенные схемы расположения коллекторов обычно обозначаются как четыре в один и три-Y.Эти компоновки, которые чаще всего используются в четырех- и восьмицилиндровых двигателях, обладают совершенно разными характеристиками. Вы можете услышать, как мощность двигателя описывается как пиковая, экспоненциальная или линейная и плоская — на эти характеристики влияет выбор коллектора. Чтобы визуализировать разницу, запомните концепцию вакуумного сигнала.

«Угол слияния коллекторов — это нечто особенное, наш стандартный коллектор составляет 15 градусов — мы обнаружили в ходе наших исследований и испытаний, что любой угол слияния от 7 до 15 градусов дает примерно такую ​​же производительность.Менее семи градусов, и коллекторы становятся слишком длинными, вы получаете потери сопротивления, круче 15 градусов, и вы начинаете слишком сильно поворачивать поток », — заключил Роман.

Выхлопные первичные обмотки расположены в последовательном порядке включения вокруг коллектора, так что один импульс усиливается предыдущим и так далее. Эта передача мощности может быть сродни двухтактному, когда двигатель нужно держать «на трубе» или в узком диапазоне мощности для эффективного управления.

Заголовки Tri-Y на драгстере.

В схеме тройного коллектора используются три простых коллектора типа «два в один», соединенных в пару к одному выходу. Поскольку эти коллекторы спарены, весь блок цилиндров не видит импульсные сигналы от других цилиндров одновременно — вместо этого импульсы очистки слабее, но отправляются чаще. Это обеспечивает более плоскую подачу мощности и, как правило, более низкую пиковую мощность, но более удобную подачу.

Выбор того, какое расположение коллектора лучше всего подходит для вашей комбинации двигателей, может сбить с толку и стать подвижной целью, когда дело доходит до настройки.

«Имея дело с 4-цилиндровыми и плоскими кривошипными двигателями V8, мы обнаруживаем, что, поскольку импульсы в коллекторе относительно далеки друг от друга, четыре-в-один и три-у примерно одинаковы, мы можем оптимизировать и то, и другое. Когда мы говорим о кривошипно-шатунных двигателях с поперечным расположением плоскости, у которых два последовательных цилиндра работают с одной стороны, мы обнаруживаем, что теоретически тройной привод может привести к лучшей производительности, потому что мы можем отделить эти импульсы на первом коллекторе », — вспомнил Роман.

Существует бесчисленное множество вариаций на эти темы, от 180-х колонок, ставших знаменитыми благодаря GT40, до коллекторов «шесть в один», которые генерируют воющие звуки выхлопа от грубых и неуклюжих отечественных силовых установок.

Типы глушителей

Глушители — неизбежное зло в глазах большинства фанатов скорости, но они не должны мешать работе. Глушители OEM-типа обычно снижают шум, заставляя выхлопные газы перемещаться по лабиринту камер, перфорированных труб и крутых поворотов, полагаясь в основном на замедление выхлопных газов для достижения своей цели.

Рынок запасных частей для глушителей бурно развился из-за последнего поколения энтузиастов, которые, как никто из предыдущих потребителей, требуют выбора и выбора.Самый простой способ классифицировать конструкции глушителей — это использовать метод подавления звука. Наиболее часто встречающиеся школы мысли — это уплотненные глушители, глушители с камерами, технология отражающего звука и настраиваемый диск.

Во времена расцвета хот-роддинга был только один вариант между стоковым выхлопом и широко открытым воздухом — стеклопакет. Глушители с набивкой, как правило, имеют прямую конструкцию — внутренняя перфорированная или решетчатая трубка обернута синтетическим материалом, например, матовым стекловолокном, а затем заключена в кожух.Эти глушители полагаются на изоляционные качества набивки, чтобы уменьшить шум, но, как известно, со временем ухудшаются.

Камерные глушители редко бывают прямыми и обычно направляют выхлопные газы вокруг перегородок или пластин, приваренных к корпусу глушителя изнутри. Звук классических маслкаров 70-х годов характеризуется наличием глушителя с камерами, и они доступны во множестве размеров и уровней выходной мощности.

Глушители с технологией отражающего звука — одни из новейших на рынке.Заимствуя технологию шумоподавления, как в ваших наушниках, эти глушители настроены для конкретного двигателя и противопоставляют определенную длину и амплитуду нежелательных звуковых волн. Этот эффект гашения означает, что внутренние детали глушителя создают наименьшее ограничение для потока выхлопных газов, фактически это прямая труба с небольшим количеством отверстий.

Последний дизайн глушителя — один из самых простых и уникальных, редко выходящий за пределы гоночных кругов. Настраиваемый глушитель дискового типа был впервые разработан одной компанией — Supertrapp.Эти системы имеют модульную конструкцию и используют стопку или стальные диски, сформированные так, чтобы вставлять друг в друга, но позволяют газам выходить между ними. Диски можно добавлять или вычитать из стопки, чтобы изменять уровень шума и влиять на смесь.

Чаще всего встречаются в приложениях, где требуется некоторое шумоподавление, но не установлен максимальный уровень децибел, эти искрогасители дискового типа распространены во всем внедорожном сообществе и даже среди ведущих гоночных команд, таких как Flying Lizard, как видно на их Audi R8.

Источник фото: Люк Маннел

Выводы

Из этого краткого поверхностного введения в гидродинамику и выхлопную систему можно извлечь одну вещь: все дело в уравновешивании скорости и потока. Максимизация обоих поможет вашему тщательно отобранному пакету работать с максимальной эффективностью. Соберите систему, которая соответствует вашим потребностям и подходит для вашей силовой установки. Трубки огромного диаметра могут выглядеть круто, но любой, кто разбирается в тонкостях выхлопной системы, порекомендует вам выбор.

Разъяснение по расходам наружного, смешанного, приточного и вытяжного воздуха и температурам в системе подачи воздуха с идеальной нагрузкой EnergyPlus

Насколько я понимаю, я недавно пытался понять, как кондиционируется воздух в системе воздуха с идеальной нагрузкой в ​​EnergyPlus. В частности, я хотел бы понять, как и в каком порядке система определяет массовый расход и соответствующие температуры. Я читал технические справочники по этому вопросу, но меня немного смущает пара моментов, и я хотел получить некоторые разъяснения.

Я попытался записать здесь последовательность событий (с приложенной диаграммой) для гипотетического сценария, когда требуется нагрев / охлаждение. Для простоты я проигнорировал осушение и увлажнение. Буду признателен за подтверждение, если эта общая последовательность, которую я выписал, верна. У меня также есть несколько конкретных вопросов по конкретным шагам, которые я выделил ниже в связи с неоднозначным использованием термина «приточный воздух» в Техническом справочнике.

Справочная диаграмма для последовательности, описанной ниже:

1. Идеальная система с воздушной нагрузкой проверяет, требует ли скорость потока наружного воздуха (m_oa на диаграмме), заданная интенсивностью вентиляции, режим нагрева, охлаждения или экономайзера в зависимости от условий уставки зоны. и ощутимая нагрузка, вносимая наружным воздухом.Температура этого воздушного потока соответствует температуре наружного сухого луча.

2. Если требуется обогрев / охлаждение, массовый расход приточного воздуха (m_s1) рассчитывается на основе предполагаемой температуры подаваемого воздуха (T_s1). ПРИНЯТАЯ температура подачи — это максимальная температура нагрева или минимальная температура охлаждения (на основе уравнения 2).

Вопрос 1: В технической документации есть две ссылки на «поток приточного воздуха», причем это первая из них. Я не понимаю, где в последовательности событий находится этот первый расход и где рассчитывается массовый расход.Правильно ли предположить, что этот массовый расход воздуха применяется к воздуху, рециркулируемому из потока отработанного воздуха перед смешиванием? И если да, то является ли фактическая температура этого «приточного» воздуха температурой потока отработанного воздуха?

1. Поток наружного воздуха (m_oa) и расчетный поток приточного воздуха (m_s1) смешиваются (m_mix = m_oa + m_s1). Если выбрано, применяется рекуперация тепла. Я считаю, что температура / энтальпия смешанного воздушного потока приблизительно равна среднему для обоих потоков, взвешенных по массовым расходам воздуха (уравнение 3).

2. Температура подачи для зоны теперь рассчитывается на основе результирующего расхода потока смешанного воздуха, текущей температуры зоны и ощутимой нагрузки, необходимой для того, чтобы зона соответствовала заданному значению (на основе уравнения 4).

Вопрос 2: Достигается ли здесь температура подачи через катушку в идеальном терминале VAV?

1. Теперь поток приточного воздуха вводится в зону, смешиваясь с воздухом помещения, накапливающим или теряющим тепло в соответствии с конкретными нагрузками зоны.Затем он уходит через узел выхлопа зоны и исчерпывается или возвращается обратно к шагу 1.

Спасибо,

S

==== ПЕРЕСМОТРЕНО НА ОСНОВЕ КОММЕНТАРИЙ НИЖЕ ====

MJWitte, я думаю, что я поймите ваше разъяснение. Моя ошибка состоит в том, что я сбиваю с толку … (подробнее)

Выхлопные системы — Откупоривание потенциала вашего двигателя

Если бы ваша машина была оркестром, а двигатель — дирижером, выхлопная система была бы составлена ​​из рогатых инструментов. Конечно, группа могла бы играть без духовых, но мелодия была бы отключена, и это звучало бы как дерьмо. Когда дело доходит до понимания того, как работают вторичные выхлопные системы, правда, кажется, омрачена некоторыми сложными и довольно запутанными теориями. Здесь мы расскажем, как работают производительные выхлопные системы, важные особенности, которые следует учитывать, затраты, связанные с послепродажными системами, и, в конечном итоге, как вы можете лучше всего выбрать выхлоп для своего автомобиля.

Сами Шараф

DSPORT Выпуск № 171

---

Если вы исследуете выхлопные системы, вы заметите, что общественное мнение разделяется на две точки зрения.Некоторые будут придерживаться мнения, что нулевое противодавление лучше всего для выхлопных систем. Другие скажут, что противодавление необходимо для обеспечения производительности выхлопа. Итак, какой из них правильный? Чтобы получить правильный ответ, вам нужно подумать, о каком типе двигателя идет речь. В системах с турбонаддувом лучше всего подходит выхлопная система, обеспечивающая наименьшее противодавление. Для двигателей без наддува ответ немного сложнее, поскольку выхлопные трубы на автомобилях без турбонаддува должны соответствовать двум целям.Первая цель выхлопных систем — создать легкий путь для выхода выхлопных газов из двигателя, в то время как поршень перемещается из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку во время такта выпуска. Если выхлопная система создает значительное противодавление во время этого события, поршень должен использовать энергию (в лошадиных силах), чтобы двигаться вверх по цилиндру. Количество энергии, используемой для противодействия противодавлению, известно как насосные потери. Наилучший способ уменьшить потери при перекачке — использовать философию выхлопной системы «больше — лучше».К сожалению, снижение насосных потерь — не единственное соображение для двигателей без наддува. Вторая цель — установить скорость выхлопного потока, которая поможет втянуть больше воздушно-топливной смеси в период перекрытия клапанов — период времени, когда выпускные клапаны закрываются, а впускные клапаны одновременно открываются. Выхлопная система, которая устанавливает оптимальную скорость, может способствовать максимальному заполнению цилиндра горючей смесью воздуха и топлива. В первую очередь за это отвечает выпускной коллектор (коллектор), но значительная часть потока определяется выпускной системой, которая находится после выпускного коллектора.Как вы уже поняли, выхлопная система состоит не только из глушителя. На самом деле, каждый компонент после выпускных отверстий головки (ей) цилиндров влияет на работу выхлопной системы в целом. Узкое место в любой части системы может создать ограничение, которое впоследствии отрицательно повлияет на мощность двигателя. К отдельным компонентам выхлопной системы относятся выпускной коллектор (коллектор) для двигателей без наддува, выпускные коллекторы (коллекторы с турбонаддувом) и водосточные трубы для двигателей с турбонаддувом.Автомобили с турбонаддувом и без него будут иметь промежуточную трубу (В-трубу), каталитический нейтрализатор, выхлопную трубу и глушитель. Обычно выпускные коллекторы OEM изготавливаются из чугуна. Эти заводские детали производятся для направления газов от выпускных отверстий головки (головок) цилиндров к остальной части выхлопной системы. В большинстве случаев выпускные коллекторы OEM очень узкие и очень тяжелые. Замена заводского выпускного коллектора на вторичный рынок может обеспечить менее ограничительный путь выхода выхлопных газов из двигателя.Кроме того, большинство жаток обеспечивают меньшую массу по сравнению с заводскими чугунными деталями. В некоторых случаях производитель устанавливает каталитический нейтрализатор непосредственно на выпускной коллектор, в остальных случаях — после выпускного коллектора. Как и выпускной коллектор для безнаддувных транспортных средств, турбокомпрессоры выполняют ту же функцию, чтобы отводить выхлопные газы из двигателя. Однако вместо того, чтобы отправлять его в остальную часть выхлопа, турбокомпрессоры направляют выхлопной газ в корпус турбины турбокомпрессора.Оттуда по даунпайпу отработанные газы отправляются в остальную часть выхлопной системы. Для таких применений с турбонаддувом устранение любых узких мест в выхлопе после турбинной части турбокомпрессора — простой способ увеличить мощность. Как упоминалось ранее, философия «чем больше, тем лучше» наиболее эффективна для двигателей с турбонаддувом, и должны быть установлены свободно проточные выхлопные системы от турбонагнетателя до выхлопной трубы.

В зависимости от платформы двигателя и конструкции коллектора форма и размер могут различаться.Некоторые коллекторы имеют направляющие равной длины для каждого цилиндра, как показано на этом коллекторе для горизонтально расположенного оппозитного двигателя.

Выхлопные системы могут быть изготовлены из множества различных материалов. Чаще всего используются низкоуглеродистые и нержавеющие стали. В то время как масса мягкой и нержавеющей стали сопоставима, нержавеющая сталь намного более устойчива к коррозии, тогда как мягкая сталь очень восприимчива к ржавчине. Решая, какой выхлоп купить, обратите внимание, какая марка нержавеющей стали используется.Некоторые производители выхлопных газов используют T409. T409 содержит достаточно хрома и никеля, чтобы противостоять коррозии, но он не такой прочный, как T304. Сплав T304 содержит примерно 20 процентов хрома и 10 процентов никеля, что позволяет ему быть даже более устойчивым к коррозии, чем T409. Если при замене выхлопной системы требуется уменьшение веса вашего автомобиля, вам стоит обратить внимание на выхлопные трубы, изготовленные из более экзотических материалов, таких как титан. Титановые сплавы обладают такой же прочностью, что и сталь, всего лишь в два раза меньше.Механические свойства титана также могут сделать их очень востребованными в высокотемпературных применениях. Хотя может показаться, что все выхлопы должны изготавливаться из титана, обработка и производство трубок из титанового сплава значительно увеличивает стоимость по сравнению с конструкцией из нержавеющей стали.

Высококачественные выхлопные системы вторичного рынка добавят мощности, сделают более стильным и улучшат звук выхлопа.

В дополнение к материалам, используемым в конструкции выхлопных систем, дизайн и производственный процесс в значительной степени определяют конечные характеристики.На самом простом уровне диаметр выхлопной трубы должен соответствовать требованиям двигателя. Как упоминалось ранее, чем больше, тем лучше для приложений с турбонаддувом. Для определения оптимального диаметра выхлопного трубопровода потребуется более тонкая настройка нетурбо-приложений. Важно знать, что диаметр выхлопной трубы и уровень издаваемого звука напрямую связаны. Чем крупнее выхлоп, тем он будет громче. Многие производители проводят тестирование выхлопных систем в децибелах и используют эти данные, чтобы получить представление о том, насколько громким будет ваш автомобиль.Чтобы соответствовать конкретному шасси каждого транспортного средства, выхлопные системы будут иметь множество изгибов в трубопроводах для направления выхлопных газов к задней части автомобиля. Качественный выхлоп должен изгибаться стержнем, а не гнуться под давлением. Изгиб под давлением приводит к уменьшению диаметра, тогда как изгиб оправки сохраняет исходный диаметр НКТ после выполнения изгиба. Это связано с тем, что материалу позволяют растягиваться снаружи изгиба и сжиматься внутри во время процесса изгиба. Точное выполнение поворотов выхлопной системы играет важную роль в определении установки системы.Обеспечение свободного пространства до других компонентов имеет решающее значение при разработке высококачественных выхлопных систем. Трение, дребезжание и вибрация вызывают неприятный шум, ненужный износ и даже выход из строя некоторых компонентов. Наиболее распространенным предложением выхлопных газов является система каталитического нейтрализатора, получившая свое название потому, что она заменяет все, что находится ниже по потоку от каталитического нейтрализатора (ов). Многие энтузиасты предпочтут заменить заводскую выхлопную систему на выхлопную систему. Хотя этот параметр обеспечивает внешний вид и звук, которые нравятся многим, он может не дать наилучшего прироста производительности.Во многих случаях отказ от заводского каталитического нейтрализатора (ов) приводит к увеличению мощности. В системах с турбонаддувом водосточные трубы, как правило, являются самыми большими узкими местами в системе, и, таким образом, водосточные трубы на вторичном рынке обеспечивают максимальную производительность среди всех других компонентов выхлопной системы. Каждое приложение может по-разному реагировать на изменения, поэтому проконсультируйтесь с настройщиками вашего конкретного приложения, чтобы узнать лучшую отправную точку.

Используйте эту диаграмму децибел для справки, решая, не слишком ли шумит выхлопная система.Большинство законов определяют, что выхлопные трубы являются незаконно шумными, превышающими 95 дБ.

Это может быть много информации, которую стоит учесть, поэтому не перегружайте себя вариантами. Сузьте его до того, что подходит вашему приложению и целей, которые вы ставите перед своей машиной. Оттуда полагайтесь на своих местных тюнеров за дальнейшими рекомендациями и используйте эту статью для сортировки различных функций.