Двигатель внутреннего сгорания температура выхлопных газов - Авто Журнал
Aklaypart.ru

Авто Журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель внутреннего сгорания температура выхлопных газов

Выхлопные газы

Выхлопны́е га́зы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело.

Выхлопные (отходящие) газы являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных (отходящих) газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах. Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.

Область применения термоленты

Термолента представляет собой бандаж из термостойкого материала, выполненного в виде ленты определенной ширины. Применяется для термоизоляции выпускной системы спортивных автомобилей и мотоциклов. Выглядит брутально, поэтому вписывается в рамки подкапотного тюнинга, соответственно 2110 и 2109 автоматически набирают мощность с каждым мотком термоленты на выпускной коллектор. Конечно, материал придумали не для красоты, иначе можно было бы использовать что-то поизящнее. Изначально, предназначением термоленты было:

  • изоляция выпускного коллектора;
  • повышение температуры выхлопных газов в выпускном тракте;
  • снижение температуры подкапотного пространства.

Ради этого и мотали некрасивую ленту на красивые хромированные выхлопные трубы спортивных автомобилей. Сначала ленту изготавливали из асбестосодержащей ткани, поскольку асбест не боится высокой температуры. Но после полного запрета асбеста к применению в автомобильной технике в середине 70-х годов (кстати, очень спорный вопрос), ее стали делать на основе других термостойких материалов, о пользе для здоровья человека которых, производители предпочитают не распространяться. Но суть не в этом. Зачем понадобилось укутывать выхлопную трубу в шубу? Сейчас разберемся вместе.



Состав

Наибольшая часть большинства газообразных продуктов сгорания — это азот (N 2 ), водяной пар (H 2 O) (за исключением топлива с чистым углеродом) и диоксид углерода (CO 2 ) (за исключением топлива без углерода); они не токсичны или вредны (хотя водяной пар и углекислый газ являются парниковыми газами, которые способствуют глобальному потеплению ). Относительно небольшая часть горючего газа представляет собой нежелательные, вредные или токсичные вещества, такие как окись углерода (CO) от неполного сгорания, углеводороды (правильно обозначены как C x H y , но обычно отображаются просто как «HC» на листах испытаний на выбросы. ) от несгоревшего топлива, оксидов азота (NO x ) от чрезмерных температур сгорания и твердых частиц (в основном сажи ).

На месте

Теперь мы знаем, какой температурный режим будет у разных узлов в процессе обычной городской езды. А если автомобиль будет стоять на месте, а двигатель — работать на холостых? Температуру шин и тормозов измерять бесполезно, но как «отреагируют» другие узлы?

Понятно, что коробке передач практически «все равно» без нагрузки, за 5 минут она даже слегка остыла (до +69°С). С двигателем сложнее: он ведь работает на холостых, а это не самый оптимальный режим, к тому же без охлаждения моторного отсека за счет набегающего воздуха. То-то впускной коллектор стал теплее на добрых 10 градусов (+55,3°С). На пару градусов прогрелся расширительный бачок (+78°С), а заодно радиатор (+61°С), но больше всего прибавила выпускная система: +263°С рядом с лямбда-зондом и +203°С на катализаторе! Впрочем, сам блок даже слегка остыл (+77,1°С), равно как и модуль термостата (+70,2°С), но это говорит лишь об эффективности системы охлаждения.

Рабочая температура двигателя зимой – как стартовать правильно?

Наверняка не только владельцы транспортных средств, на которых стоит дизельный мотор, знают, что автомобиль следует прогреть несколько минут перед началом движения, особенно это актуально в холодное время года. Итак, рассмотрим особенности данного процесса. Первыми подвергаются нагреву поршни и только потом уже блок цилиндров. Поэтому температурные расширения этих деталей отличаются, а не разогревшееся до нужной температуры масло имеет густую консистенцию и не поступает в необходимом количестве. Таким образом, если начать газовать на недостаточно прогретом авто, то это негативно скажется на резиновой прокладке, расположенной между вышеуказанными деталями и элементами двигателя.

Однако опасность представляет и чрезмерно длительное прогревание движка, потому как в это время все детали работают, так сказать, на износ. А, следовательно, и их эксплуатационный срок сокращается. Как же правильно осуществить данную процедуру? Сначала необходимо на холостых оборотах довести температуру жидкости до отметки 50 °С и после этого начать движение, но только на пониженной передаче, не превышающей 2500 об/мин. После того как масло нагреется до отметки, когда рабочая температура равна 80 °С, можно и прибавить оборотов двигателя.

Все эти методы помогут сберечь мотор, если он все-таки работает зимой, а вот как быть, если он отказывается реагировать на ваши действия? Тут тяжело что либо советовать уже по факту проблемы, проще ее не допустить. Это стало возможным благодаря новому изобретению производителей топлива – присадкам, которые помогают составу не парафинзироваться. Кроме возможности добавлять их самостоятельно, вы можете приобретать уже готовую солярку с оптимальными пропорциями этих добавок. В большинстве регионов с низкой зимней температурой она появляется на заправках уже в первые небольшие морозы, называется часто как ДТ-Арктика.

Рабочая температура дизельного двигателя: контролируем и сохраняем «сердце» машины

На сегодняшний день двигатели, работающие на дизельном топливе так же популярны, как и бензиновые движки. В работе такого агрегата есть свои особенности и показатели, которые следует учитывать и контролировать. Одним из важных показателей является рабочая температура дизеля.

Особенности дизельного двигателя

Перед тем, как говорить о конкретных параметрах, нужно сказать, что вообще из себя представляю двигатели, работающие на дизельном горючем. Идея создания такого вида моторов появилась в 1824 году. Тогда известным французским физиком была выдвинута теория, согласно которой горючее будет нагреваться до нужной температуры за счет стремительного сжатия.

Но такой принцип стал применяться на практике только через несколько десятков лет, а первый дизельный мотор был выпущен в 1897 году. Концепт был разработан Рудольфом Дизелем. Работает такой двигатель по принципу самовоспламенения распыленного горючего, которое взаимодействует с воздухом, который нагревается в процессе сжатия. Такой двигатель устанавливается во многие модели машин, например, в стандартные автомобили, грузовики, сельскохозяйственную технику, танки и другие виды транспортных средств.

Достоинства и недостатки дизельного мотора

Обязательно стоит сказать о том, какие у дизельных моторов достоинства и недостатки. Начать следует с плюсов. Для таких моторов не нужно какого-то особенного горючего, к его качеству нет серьезных требований. Чем больше в топливе будет атомов углерода и чем больше будет его масса, тем выше будет показатель теплотворности, с которым работает двигатель, от чего будет повышаться и эффективность устройства. Иногда коэффициент полезного действия такого двигателя превышает отметку в 50%.

Машины, в которых стоит такой мотор, более «отзывчивы», все благодаря тому, что значение вращающего момента на низких оборотах достаточно высоко. Подобное устройство отлично будет работать на спорткаре, который рассчитан под постоянное нажатие педали газа. Именно благодаря этому фактору дизели часто ставятся в большие грузовые машины. Да и количество угарного газа в выхлопах, которые дают дизели, гораздо меньше, нежели у двигателей, которые используют для работы бензин. Это действительно значительное преимущество. Плюс ко всему, цена на дизельное горючее немного меньше, чем на бензин, что дает возможность немного сократить расходы на передвижение с помощью такой машины.

У недостатков дизелей есть определенный характер. По причине возникновения значительного механического напряжения во время работы, элементы, из которых состоит дизельный двигатель, должны изготавливаются достаточно качественными и мощными, потому и возрастает цена на них. Также это оказывает влияние и на развиваемую мощность, причем влияние не самое лучшее. Нынче очень важен экологический аспект, поэтому для того, чтобы уменьшить выброс выхлопных газов, автолюбители готовы заплатить больше, дабы мотор в их машине был более «чистым».

Еще одним значительным недостатком дизелей является повышенная вероятность того, что зимой топливо может застывать, если в том регионе, где Вы живете, температура опускается достаточно низко. Выше описано, что серьезных требований к качеству топлива нет, но это относится только к масляным примесям, а вот ситуация с механическими примесями более серьезная. Детали двигателя очень восприимчивы к таким добавкам. Если примеси низкокачественные, то элементы движка могут выйти из строя, а их замена обойдется Вам в кругленькую сумму.

Основные параметры агрегатов на дизеле

Перед тем, как дать ответ на вопрос относительно рабочей температуры дизельного движка, стоит обратить внимание на его основные параметры. Этими параметрами являются тип механизма, зависимо от количества тактов мотор может быть двух- и четырехтактным. Достаточно важную роль играет количество цилиндров, их локация и порядок работы. Огромное влияние на мощность машины оказывает крутящий момент.

На рабочую температуру в цилиндрах дизельного движка оказывает сильное влияние степень сжатия топливно-газовая смесь. Мотор работает за счет того, что пары горючего воспламеняются в момент взаимодействия с очень горячим воздухом. Из-за высокой температуры происходит увеличение объема, что приводит к поднятию поршня, который толкает коленчатый вал. Чем выше будет степень сжатия, то есть тем сильнее будет расти температура, тем интенсивнее будет протекать процесс, описанный выше, от чего будет расти и эффективность работы. А вот объем горючего не изменится.

Но нужно помнить, что наиболее эффективной работа будет тогда, когда топливно-воздушная смесь будет не взрываться, а равномерно сгорать. Если степень сжатия будет чрезмерно большой, что это может стать причиной очень нежелательного результата – воспламенение перестанет быть контролируемым. Плюс ко всему, такая ситуация не только сделает работу менее эффективной, но и приведет к тому, что детали поршневой группы будут сильно нагреваться, от чего быстрее выйдут из строя.

Фазы сгорания топлива и природа выхлопных газов

Каким же образом топливно-воздушная смесь сгорает внутри дизельного мотора, и какая температура в этот момент держится в камере? Весь рабочий процесс движка можно поделить на четыре основных этапа.

На первом этапе в камеру сгорания впрыскивается топливо. Все это происходит в условиях высокого давления. С этого начинается работа двигателя.

На второй фазе происходит самовоспламенение хорошо распыленной смеси. Она начинает гореть. Хотя не всегда весь объем горючего перемешивается с воздухом достаточно хорошо. Есть зоны с неравномерной структурой, гореть они начинают чуть позже, чем остальная часть горючего. Тогда же повышается вероятность возникновения ударной волны, но вреда она не принесет, так как не будет спровоцирована детонация. В это время температура в камере сгорания доходит до 1700 К.

На третьем этапе происходит образование капель из той части смеси, которая осталась неотработанной. При слишком высокой температуре эти капли преобразуются в сажу. Этот процесс приводит к тому, что выхлопные газы загрязняются слишком сильно. В этот момент температура вырастает на 500 К и доходит до 2200 К, а давление же падает.

В последней фазе остатки топливной смеси догорают, за счет чего она не попадает в состав выхлопов. Это приводит к меньшему загрязнению воздуха и дорог. На этом этапе возникает недостаток кислорода потому, что подавляющая его часть уже сгорела на протяжении предыдущих стадий. Если просуммировать всю потраченную энергию, то она составит около 95%, а остальные 5% просто теряются из-за того, что горючее сгорает не полностью.

А если регулировать степень сжатия, то есть довести ее до верхнего допустимого предела, то объем потребляемого горючего можно немного уменьшить. Если это сделать, то отработанные выхлопные газы от дизельного движка достигнут температуры 600 — 700°С. В случае карбюраторных моторов, температура достигнет уровня 1100°С. Поэтому и выходит, что во втором случае потеря тепла значительнее, а объем выхлопных газов больше.

Рабочая температура двигателя зимой — как стартовать правильно

Наверняка не только автовладельцы, в машинах которых стоит мотор на дизеле, в курсе, что авто нужно прогревать перед стартом на протяжении нескольких минут. Особенно важно это сделать зимой, когда температура на улице достаточно низкая. Нужно рассмотреть особенности этого процесса. Сначала нагреваются поршни, а только после этого происходит нагрев блока цилиндров. Поэтому у этих деталей разные температурные расширения, а масло, которое не было предварительно разогретым, более густое по консистенции, из-за чего оно поступает в недостаточном объеме. Так, если стартовать на машине, которая не была предварительно прогрета, то сильному негативному воздействию будут подвержены резиновые прокладки, которые расположены между элементами движка и вышеописанными деталями.

Также очень опасным будет слишком длительное прогревание двигателя, потому что все элементы системы работают до полного износа. А потому значительно уменьшается срок их эксплуатации. Как же правильно это сделать? Сначала нужно на холостом ходу довести жидкость до температуры 50°С, после чего можно начинать двигаться, но только на низкой передаче, при которой количество оборотов не будет превышать уровня в 2500 оборотов в минуту. После достижения маслом рабочей температуры в 80°С, можно переключить передачу на более высокую.

Такие приемы помогут сохранить целостность мотора на протяжении всего зимнего периода. Но что же делать, если от него не будет получено никакой реакции на Ваши действия? Давать советы по факту проблемы достаточно трудно, лучше вообще ее не допускать. Это стало возможным из-за того, что были изобретены присадки, которые не допускают парафинзирования состава. Их можно добавлять собственноручно, но можно купить уже такую солярку, в которой уже есть эти добавки в наиболее оптимальных пропорциях.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

Re: большая температура выхлопных газов

идеальная температура работы турбомотора стокового не шитого 800-850 градусов перед крыльчаткой турбины. где стоит датчик егт? стоит ли выхлоп? чем заправляешься? уверен что не шитая?

датчик рядом с лямдой в выпускн коллекторе, выпуск прямоточный. Пока датчика небыло ездил смело, думаю явно за косарь зашкаливало. бензин только 98(у нас он хороший проблем с ним нет)

Бензин

Многие ученые видят частичное решение экологической проблемы в переводе автомобилей на газообразное топливо. Так, содержание окиси уг-

лерода в выхлопах газомобилей меньше на 25…40 %; окиси азота на 25…30 %; сажи на 40…50 %. При использовании в автомобильных двигателях сжиженного или сжатого газа выхлопные газы почти не содержат оксида углерода. Решением проблемы явилось бы широкое применение электромобиля. Выпускаемые электромобили имеют ограниченный радиус действия из-за ограниченной емкости и большой массы батарей. Сейчас ведутся широкие исследования в этой области. Некоторые положительные результаты уже достигнуты. Снижение токсичности выбросов может быть достигнуто уменьшением содержания соединений свинца в бензине без ухудшения его энергетических качеств.

Перевод на газовое топливо не предусматривает значительных изменений в конструкции ДВС, однако сдерживается отсутствием станций заправки и необходимого количества автомобилей, переоборудованных для работы на газе. Кроме того, автомобиль, переоборудованный для работы на газовом топливе, теряет грузоподъемность из-за наличия баллонов и запас хода приблизительно в 2 раза (200 км против 400…500 км у бензинового автомобиля). Эти недостатки частично устранимы при переводе автомобиля на сжиженный природный газ.

Применение метанола и этанола требует изменений конструкции ДВС, так как спирты более химически активны к резинам, полимерам, медным сплавам. В конструкцию ДВС необходимо вводить дополнительный подогреватель для запуска двигателя в холодный период года (при t -25 °С); необходима перерегулировка карбюратора, так как изменяется стехиометрическое отношение расхода воздуха к расходу топлива. У бензиновых ДВС оно равно 14,7; у двигателей на метаноле — 6,45, а на этаноле — 9. За рубежом (Бразилия) применяют смеси бензина и этанола в пропорции 12:10, что позволяет использовать бензиновые ДВС с незначительными изменениями их конструкции, несколько повышая при этом экологические показатели двигателя.

Несмотря на то, что выбросы токсичных веществ (С n Н m и СО) из картера и топливной системы двигателя по крайней мере на порядок ниже выбросов выхлопных газов, в настоящее время разрабатываются методы сжигания картерных газов ДВС. Известна замкнутая схема нейтрализации картерных газов с подачей их во впускной трубопровод двигателя с последующим дожиганием. Замкнутая система вентиляции картера с возвращением картерных газов до карбюратора уменьшает выделение в атмосферу углеводородов на 10…30 %, оксидов азота на 5…25 %, но при этом увеличивается выброс оксида углерода на 10…35 %. При возвращении картерных газов после карбюратора снижается выброс C n H m на 10…40 %, СО на 10…25 %, но возрастает выброс NO x на 10…40 %.

Для предотвращения выбросов паров бензина из топливной системы, основная часть которых поступает в атмосферу, когда двигатель не работает, на автомобилях устанавливают систему обезвреживания испарений топлива из карбюратора и топливного бака, состоящую из трех основных узлов (рис. 8.1): герметичного топливного бака 1 со специальной емкостью 2 для компенсации теплового расширения топлива; крышки 3 топливно-за- правочной горловины бака с двусторонним предохранительным клапаном для предотвращения чрезмерного давления или разрежения в баке; адсорбера 4 для поглощения паров топлива при выключенном двигателе с системой возврата паров во впускной тракт двигателя во время его работы. В качестве адсорбента используют активированный уголь.

Рис. 8.1. Схема улавливания паров топлива бензинового ДВС

Соблюдение регламента технического обслуживания и контроль состава отработанных газов (ОГ) ДВС позволяет значительно сократить токсичные выбросы в атмосферу. Известно, что при 160 тыс. км пробега и при отсутствии контроля выбросы СО возрастают в 3,3 раза, а С п Н т — в 2,5 раза.

Повышение экологических показателей газотурбинной двигательной установки (ГТДУ) на самолетах достигается совершенствованием процесса сгорания топлива, применением альтернативного топлива (сжиженный газ, водород и др.), рациональной организацией движения в аэропортах.

Увеличение времени пребывания продуктов сгорания в камере сгорания ГТДУ сопровождается увеличением полноты сгорания (уменьшение содержания СО и C n H m в продуктах сгорания) и содержания в них оксидов азота. Поэтому, изменяя время пребывания газа в камере сгорания, можно достичь лишь минимальной токсичности продуктов сгорания, а не устранить ее полностью.

Более эффективным средством снижения токсичности ГТДУ является применение способов подачи топлива, обеспечивающих более равномерное смешение топлива и воздуха. К ним относятся устройства с предварительным испарением топлива, форсунки с аэрацией топлива и др. Испытания на модельных камерах свидетельствуют о том, что такими способами можно снизить содержание в продуктах сгорания С n Н m более чем на порядок, СО — в несколько раз, обеспечить бездымный выхлоп и уменьшить содержание NO x .

Существенное снижение содержания NO x в продуктах сгорания ГТДУ достигается при стадийном процессе сгорания топлива в двухзонных камерах сгорания. В таких камерах основная часть топлива на режимах большой тяги сжигается в виде предварительно подготовленной бедной смеси. Меньшая часть топлива (

25 %) сжигается в виде богатой смеси, где и образуются в основном оксиды азота. Опыты показывают, что при таком сгорании можно снизить содержание NO x в 2 раза.

Решение экологических проблем, связанных с применением ракетной техники, основано на использовании экологически безопасного топлива и прежде всего кислорода и водорода.

8.3. Нейтрализация выхлопов двигателей внутреннего сгорания

Улучшение экологических характеристик автомобилей возможно за счет комплекса мероприятий по совершенствованию их конструкций и режимов эксплуатации. К ним относятся повышение экономичности работы двигателей, замена их бензиновых версий на дизельные, использование альтернативных топлив (сжатый или сжиженный газ, этанол, метанол, водород и др.), применение нейтрализаторов отработанных газов, оптимизация режима работы двигателей и технического обслуживания автомобилей.

Значительное снижение токсичности ДВС достигается при использовании нейтрализаторов отработавших газов (ОГ). Известны жидкостные, каталитические, термические и комбинированные нейтрализаторы. Наиболее эффективными из них являются каталитические конструкции. Оснащение ими автомобилей началось в 1975 г. в США и в 1986 г. — в Европе. С тех пор загрязнение атмосферы выхлопами резко снизилось — соответственно на 98,96 и 90% по углеводородам, СО и NO х .

Нейтрализатор — это дополнительное устройство, которое вводится в выпускную систему двигателя для снижения токсичности ОГ. Известны жидкостные, каталитические, термические и комбинированные нейтрализаторы.

Принцип действия жидкостных нейтрализаторов основан на растворении или химическом взаимодействии токсичных компонентов ОГ при пропускании их через жидкость определенного состава: вода, водный раствор сульфита натрия, водный раствор двууглекислой соды.

На рис. 8.2 представлена схема жидкостного нейтрализатора, применяемого с двухтактным дизельным двигателем. Отработавшие газы поступают в нейтрализатор по трубе 1 и через коллектор 2 попадают в бак 3, где вступают в реакцию с рабочей жидкостью. Очищенные газы проходят через фильтр 4 , сепаратор 5 и выбрасываются в атмосферу. По мере испарения жидкость доливают в рабочий бак из дополнительного бака 6.

Рис. 8.2. Схема жидкостного нейтрализатора

Пропускание отработавших газов дизелей через воду приводит к уменьшению запаха, альдегиды поглощаются с эффективностью 0,5, а эффективность очистки от сажи достигает 0,60…0,80. При этом несколько уменьшается содержание бенз(а)пирена в отработанных газах дизелей. Температура газов после жидкостной очистки составляет 40…80 °С, примерно до этой же температуры нагревается и рабочая жидкость. При снижении температуры процесс очистки идет интенсивнее.

Жидкостные нейтрализаторы не требуют времени для выхода на рабочий режим после пуска холодного двигателя. Недостатки жидкостных нейтрализаторов: большая масса и габариты; необходимость частой смены рабочего раствора; неэффективность по отношению к СО; малая эффективность (0,3) по отношению к NO x ; интенсивное испарение жидкости. Однако использование жидкостных нейтрализаторов в комбинированных системах очистки может быть рациональным, особенно для установок, отработавшие газы которых должны иметь низкую температуру при поступлении в атмосферу.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Гелендваген какой объем двигателя
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector