1
W silniku benzynowym konwerter skutecznie przekształca toksyczne związki CO, CH, NOx w nieszkodliwe składniki CO2, H2O i N2. Przy krótkotrwałych odchyleniach składu mieszanki paliwowo-powietrznej od optymalnej lub z naruszeniem zapłonu mogą pojawić się mikrocząstki niespalonego węgla - innymi słowy sadza. Ale chociaż nie ma poważnych awarii, jego udział w spalinach jest niewielki, aw konwertorze jest spalany do dwutlenku węgla. Za samochodem z działającym czarnym konwerterem dymu nie ma miejsca.
Wydech spalinowy nie jest taki prosty! Podczas pracy z niewielkimi ładunkami temperatura gazów na wlocie do konwertera jest znacznie niższa niż temperatura silnika benzynowego, a sadza po prostu nie ma czasu na wypalenie. Ale wrzucanie substancji rakotwórczych do atmosfery to zły smak, więc oprócz neutralizatora, specjalnego filtra cząstek stałych dostałem olej napędowy. W nowoczesnych silnikach oba węzły znajdują się w jednej obudowie - kolektorze umieszczonym obok silnika. W pobliżu, ponieważ im bliżej zaworów wydechowych, tym wyższa temperatura spalin niezbędna do skutecznego działania układu czyszczącego.
Schemat układu wydechowego silnika Diesla:
Schemat układu wydechowego oleju napędowego
1 - jednostka sterująca silnika
2 - czujnik masowego przepływu powietrza
3 - czujnik temperatury gazu na wlocie do turbosprężarki
4 - turbosprężarka
5 i 9 - czujniki temperatury gazu przed filtrem cząstek stałych i po nim
6 - czujnik składu mieszanki (szerokopasmowy czujnik tlenu)
7 - neutralizator filtra
8 - czujnik różnicy ciśnień gazu
10 - tłumik
Ale z czasem filtr stopniowo wypełnia się sadzą. Aby nie szczelnie zatykać komórek, należy ją okresowo usuwać, palić. Użyj dwóch metod. Po pierwsze, układ zarządzania silnikiem nie zakłóca w żaden sposób procesu roboczego - jest to tak zwana regeneracja pasywna. Występuje w temperaturze gazu na wlocie filtra nie niższej niż 350 stopni, w obecności katalizatora - platyny osadzonej na ceramicznym plastrze miodu. Te ostatnie są podobne do dobrze znanych komórek współczesnych konwerterów, ale mają znaczącą różnicę, pokazaną na ryc. 2. Kanały są podzielone na wlot i wylot. Pierwszy, otwarty od strony silnika, przyjmuje gazy z całą masą toksycznych substancji, w tym sadzy. Drugi jest otwarty z przeciwnej strony - którego gazy oczyszczone z sadzy trafiają dalej do neutralizatora. Kanały są ułożone naprzemiennie i oddzielone cienkimi ściankami filtra, nieprzepuszczalnymi dla sadzy (pozostaje we wlocie), ale przepuszczającymi gazy. Ich materiałem jest porowaty węglik krzemu pokryty mieszaniną tlenków glinu i ceru i służy jako powierzchnia nośna dla warstwy platyny.
Schemat organizacji kanałów (komórek) filtra cząstek stałych:
Schemat organizacji kanałów (komórek) filtra cząstek stałych. Sadza gromadzi się w kanałach wlotowych, a gazy przechodzące przez porowate ściany trafiają do kanałów wylotowych
Sadza gromadzi się w kanałach wlotowych, a gazy przechodzące przez porowate ściany trafiają do kanałów wylotowych
Nie zawsze jest możliwe zapewnienie temperatury spalin niezbędnej do spalania sadzy w silniku Diesla - przy niskich obciążeniach do cylindrów dostaje się dużo powietrza, a paliwa jest mało! Wystarczająca ilość ciepła jest uwalniana tylko podczas działania przy stosunkowo dużej mocy - na przykład przy prędkości 60–80 km / h lub nawet wyższej. Ale często nie jest to wykonalne, szczególnie w mieście, a samooczyszczanie filtra cząstek stałych nie występuje. Jeśli polegasz tylko na nim, z czasem sadza całkowicie zatka kanały wlotowe (komórki), a procesy robocze w silniku zostaną zakłócone. Aby temu zapobiec, musisz pozbyć się sadzy i aby to zrobić, utrzymuj wysoką temperaturę gazów wewnątrz filtra cząstek stałych.
Drugim sposobem czyszczenia filtra jest aktywna regeneracja. W razie potrzeby (patrz poniżej) jednostka sterująca silnika zaczyna dostarczać trochę dodatkowego paliwa do cylindrów po dawce głównej, na krótko przed otwarciem zaworu wydechowego. „Nadmiar” oleju napędowego nie ma czasu na działanie i leci do filtra cząstek stałych, gdzie pali się gwałtownie w obecności platyny. Temperatura gazów wzrasta, a sadza faktycznie wypala się na polecenie jednostki sterującej.
Powrót do rys. 1. Jednostka sterująca 1 musi zdecydować, kiedy i na jak długo aktywować tryb aktywnej regeneracji filtra. Ale jak on to rozumie? Bardzo proste: przez spadek ciśnienia gazów na konwertorze. W tym celu rury są połączone po obu stronach rury, połączone z czujnikiem różnicy ciśnień 8. Gdy delta przekroczy ustawioną wartość, tryb regeneracji zostanie aktywowany. Zwykle trwa 10-15 minut.
W rzeczywistości nie wszystko jest takie proste. Spadek ciśnienia na filtrze cząstek stałych jest związany z objętościowym natężeniem przepływu spalin, które z kolei zależy od ich temperatury. Dlatego czujniki temperatury 5 i 9. są instalowane przed i za filtrem cząstek stałych silnika Diesla i oczywiście dla kompletności jednostka sterująca uwzględnia masowy przepływ powietrza, którego czujnik 2 jest tradycyjnie umieszczony w rurze wlotowej.
Na rurze wydechowej silnika znajduje się również czujnik 3. Monitoruje on temperaturę spalin na wlocie do turbosprężarki. Jeśli zbliży się do limitu, powyżej którego możliwe jest przegrzanie i zniszczenie bardzo drogiej jednostki, jednostka sterująca ograniczy dopływ paliwa - i temperatura spadnie.