Как снизить вредные автомобильные выхлопы

Содержание статьи

• Как снизить вредные автомобильные выхлопы
• Как отогреть выхлопную трубу
• Как отогреть глушитель

По большому счету можно выделить два способа снижения токсичных выхлопов автомобиля. Первый заключается в правильной регулировке топливной системы двигателя, своевременном ремонте шатунно-поршневой группы (замена поршневых колец, вкладышей, расточка блока цилиндров и т.д.), а также использовании авто, имеющих, помимо бензинового двигателя, еще и электрический. Второй способ заключается в применении катализаторов – устройств, призванных нейтрализовать токсичные выхлопы от бензиновых и дизельных моторов. По месту размещению и принципу действия сегодня используют 2 типа катализаторов.

Катализатор выхлопных газов

Устройство, понижающее токсичность выхлопов, монтируется между выпускным коллектором и глушителем. Очищение происходит благодаря прохождению газов, разогретых до высокой температуры, сквозь решетку катализатора, которая изготавливается методом напыления на керамику драгоценных металлов (золото, платина, палладий). При контакте с ними вредные вещества распадаются на менее токсичные элементы, либо окисляются. Используемая в устройстве керамическая решетка снабжена огромным количеством проходов, — этим обеспечивается максимальная площадь соприкосновения с отработанными газами. Однако со временем решетка забивается несгораемыми отходами (масло, свинец и т.п.) и эффективность «фильтра» падает. Поэтому не рекомендуется использовать подобный катализатор на авто, заправляемых топливом с тетраэтилсвинцом.

Катализатор топлива (КТ)

Это еще одно устройство, помогающее снизить токсичность газов. Принцип его действия – предварительная обработка топлива, нагнетаемого в цилиндры. Это значительно повышает полноту сгорания и снижает количество вырабатываемых вредных веществ. Т.е., такой катализатор просто дожигает выхлопную смесь до получения экологически безопасного состава. При этом снижается расход топлива, износ элементов двигателя идет не так интенсивно, — возможен даже процесс восстановления геометрии поверхности трения в цилиндрах. Все это увеличивает пробег авто до первого капитального ремонта. КТ монтируется непосредственно в системе подачи топлива, где «занимается» каталитической подготовкой топлива. Говоря научным языком, данное устройство ступенчатым способом улучшает качество молекулярного состава посредством его насыщения солями плакирующих металлов.

Системы нейтрализации выхлопных газов машины

Статья о нейтрализации выхлопов на бензине и дизеле: состав выхлопных газов, системы нейтрализации. В конце статьи — видео о том, что делать с запахом выхлопа в салоне.

Содержание статьи:

• Выхлопные газы
• Решение для бензиновых двигателей
• Решение для дизельных двигателей
• Проблемы системы нейтрализации выхлопных газов
• Видео о том, что делать с запахом выхлопа в салоне

Проблема загрязнения воздуха и окружающей среды не нова – первые серьезные изменения были отмечены еще в 70-х годах прошлого века. Однако сегодня, спустя почти полвека, ситуация значительно усугубилась: автомобильного транспорта стало значительно больше, вместе с ним возросла концентрация вредных веществ и соединений, попадающих в атмосферу мегаполиса и вызывающих у сограждан серьезные нарушения здоровья.

Борьба за чистоту воздуха привела к созданию так называемых нейтрализаторов для двигателей бензинового и дизельного типа. Сегодня такие системы часто интегрированы в бортовую электронику транспортного средства. Что это за системы и как они работают? Рассмотрим детально.

Выхлопные газы

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

СО (он же – оксид углерода, или угарный газ) не имеет цвета и запаха, однако приводит к патологии ЦНС, угнетению сердечно-сосудистой и дыхательной системы, и в концентрации 0,3% от объема воздуха приводит к летальному исходу. Возникает он в результате неполного сгорания топлива.

СН (углеводороды) – обширная группа соединений с общей структурой, которые возникают при неполном или недостаточно быстром сгорании топлива. К ним относятся парафин, олефин, альдегид, формальдегид, бензол, толуол, ксилол и прочие полициклические соединения. Эти мутагены и канцерогены разрушают органы дыхания и способствуют росту и развитию раковых клеток, в том числе рака крови – лейкемии.

NОх (окислы азота) – основная причина возникновения кислотных дождей, так как при соединении с водой образуются азотная и азотистая кислоты. Это один из серьезных канцерогенов, вызывающих раковые опухоли. Ядовитый газ разрушает органы дыхания и накапливается в крови. Образуется в момент сгорания топлива.

SОх (оксиды серы) аналогично предыдущему химическому элементу. При контакте с водой образуют серную и сернистую кислоты. В состоянии газа вызывает патологию органов зрения и дыхания.

Н2S (сероводород) — вызывает общее отравление организма, возникает при использовании низкокачественного топлива с высоким содержанием серы.

NH3 – аммиак – вызывает слепоту и ожоги верхних дыхательных путей.

Частицы сажи – продукт неполного сгорания топлива и масла. В основном, проблема возникновения канцерогена характерна для дизельных двигателей.

Мелкодисперсные частицы пыли углеводорода, серы, тяжелых металлов менее опасны, так как способны отфильтровываться непосредственно организмом.

Дым синего или белого цвета – продукт испарения масла дизельных двигателей.

СО2 – углекислый газ – вызывает угнетение ЦНС, сердечно-сосудистой системы и органов дыхания, при содержании в атмосфере 6% от общего объема воздуха приводит к летальному исходу.

Прочие, незначительные, но не менее опасные составляющие выхлопных газов: метан, закись азота, фторуглеводород, гексафторид серы.

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

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

Решение для бензиновых двигателей

Системы нейтрализации выхлопных газов автомобиля бывают двухкомпонентными и трехкомпонентными, причем последние появились сравнительно недавно. Как устроена и работает данная система?

Принцип действия

Работа нейтрализатора заключается в окислении токсичных веществ при помощи катализаторов, в результате чего продукты неполного сгорания топлива дожигаются или разлагаются на безвредные химические элементы и вещества.

Активными компонентами (катализаторами) выступают драгоценные металлы — палладий, платина. Популярны и менее затратны катализаторы на основе оксида меди, кобальта, никеля, ванадия, марганца, железа, алюминия. Нередки катализаторы на основе сплавов стали нержавеющей или легированной, бронзы или латуни.

Конструкция

Основные элементы нейтрализатора – корпус из нержавеющей жаропрочной стали, внутренняя поверхность которой выстлана терморасширительной прокладкой. Внутри бака — газоподводящий и отводящий цилиндр и ячеистые соты, на которые нанесен слой вещества — катализатора.

Ячеистые соты, на которые наносится катализирующий состав, могут быть выполнены из керамики. Такие нейтрализаторы в качестве катализатора используют тонкий слой из драгоценных редких металлов. Это самый дорогостоящий вид систем нейтрализации отработанных газов.

Менее дорогой вариант – ячеистые соты, выполненные методом пайки из тонкой металлической фольги с покрытием из одного из видов вышеназванных составов. Такая система более эффективна, ведь площадь ячеистых сот значительно больше, чем у керамических, а следовательно, способно обработать больший объем отработанных газов.

Устройство в автомобильных системах и порядок работы

Системы нейтрализации выхлопных газов располагаются в непосредственной близости от ДВС, под днищем транспортного средства. Через шарнирное соединение нейтрализатор подсоединяется к выпускному коллектору с одной стороны, и выхлопной системе – с другой.

Для обеспечения качественной химической реакции с участием кислорода системы нейтрализации используют воздушные насосы или виброклапаны. При разогреве системы нейтрализации до 400-800 градусов CO (оксид углерода) и CH (углеводороды) под действием катализаторов превращаются в углекислый газ и воду. Близкое расположение нейтрализаторов к ДВС позволяет снизить количество NОх (окисла азота) сразу после запуска двигателя.

Обратную связь с блоком управления автомобиля нейтрализатору обеспечивают лямбда-зонды, специальные кислородные датчики, или четырехгазовые анализаторы, которые на входе и выходе из системы определяют уровень кислорода и качество очистки выхлопных газов.

Решение для дизельных двигателей

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

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

Конструкция

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

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

Проблемы системы нейтрализации выхлопных газов

Все вышеописаные системы характерны для автомобилей импортного производства и моделей последнего поколения. Для отечественного автопрома с карбюраторами установка нейтрализатора не популярна, не пользуется спросом, а также может быть весьма накладна.

Существенная стоимость систем нейтрализации выхлопных газов при их выходе из строя на импортных автомобилях чаще всего приводит к попытке избавиться от такой «нужной» детали. А выйти из строя он может по ряду причин:

• Использование некачественного или «улучшенного» присадками топлива;
• Попадание в рабочую полость топлива или масла;
• Нестабильная работа двигателя;
• Механические повреждения корпуса;
• Резкий перепад температур на корпусе.

Предугадать точный пробег нейтрализатора невозможно: на одних машинах он едва ли переваливает за 100 тыс. км, на других отлично ведет себя при пересечении отметки в 200 тысяч.

Как решить проблему системы нейтрализации выхлопных газов? Не стоит спешить и демонтировать нейтрализаторы, ведь борьба за экологию только началась. Кроме того, что могут возникнуть непредвиденные поломки, которые не сможет диагностировать «обманутая» электроника, требования к выхлопам при прохождении ТО ужесточаются, а значит, не все владельцы смогут его пройти. Да и токсичные выхлопы и канцерогены смогут в большой концентрации попасть в салон и нанести непоправимый вред здоровью водителя и пассажиров.

Гораздо целесообразнее проводить своевременную профилактическую проверку состояния нейтрализатора и сажевого фильтра и при возникновении критической для работы поломки или неисправности – заменить на новый. Ведь суммарная стоимость устранения возникших по причине отсутствия этого важного элемента неполадок может быть существенно выше.

Видео о том, что делать с запахом выхлопа в салоне:

Выхлопная система автомобиля позволяет избавиться от выхлопных газов

Выхлопная система автомобиля – комплексная система выпуска отработавших газов непосредственно из камеры сгорания двигателя. В исправном состоянии она оказывает минимальное воздействие на работу мотора авто.

Основные функции, которые выполняет выхлопная система:

1. шумоподавление;
2. вывод всех выхлопных газов за кузов автомобиля (попадание этих газов в салон авто зачастую вызывает отравление);
3. снижение токсичности выхлопных газов для соблюдения экологических норм.

Устройство выхлопной системы автомобиля

Современные выхлопные системы играют важную роль в дизайне авто, особенно это касается тюнингованных или спортивных автомобилей, а также существенно оказывает влияние на звук работы двигателя. Поэтому, к примеру, делая тюнинг ВАЗ 2109 будет очень правильно проделать серьезную работу над выхлопной системой. Очень многие тюнингованные автомобили рычат очень сурово, это благодаря грамотному тюнингу выхлопной системы.

На рисунке выше представлена схема выхлопной системы, более детально о которой сейчас поговорим.

Система выпуска отработанных газов в каждом легковом автомобиле состоит из:

1. коллектора, где соединяются отработанный газ со всех цилиндром мотора автомобиля в общий один поток;
2. приемной трубы, которая соединяет катализатор и коллектор;
3. резонатора, благодаря которому происходит процесс шумоподавление;
4. глушителя, который также играет важную роль в шумоподавление, применяя в качестве звукопоглощающего материала специальное волокно;
5. промежуточная (средняя) труба, которая соединяет глушитель с резонатором;
6. фланец, для крепления выхлопной системы к двигателю;
7. гофра, которая исключает дребезжания выхлопной трубы об кузов (днище) авто.

Принцип работы выхлопной системы

Работа системы отводящих газов авто осуществляется таким образом: топливная смесь подается (впрыскивается) в цилиндры авто, где сгорая образует токсические газы, которые под действием высокого давления попадают непосредственно в коллектор и смешиваются.

В тюнингованных или спортивных машинах, таких как ВАЗ 2106 тюнинг, коллектор, как правило, заменяют, на «паук». Это устройство, которое представляет собой тоже коллектор, но оказывает гораздо меньше сопротивление потоку газов благодаря своей конструкции из плавных изгибов. Газы после коллектора попадают в катализатор через приемную трубу. В катализаторе происходит процесс переработки токсичных газов в менее вредные.

«Паук» вместо коллектора

Благодаря катализатору происходит значительное шумоподавление работы двигателя, а сама выхлопная система придает приятный характерный звук. После резонатора, который снижает (гасит) значительно уровень шума, выхлопные газы поступают по средней трубе в глушитель, а после чего выводятся наружу.

Выхлопная система создает сопротивление потоку поступающих отработавших выхлопных газов, что влияет на работу остальных узлов автомобиля. Значение уровня противодавления обязательно должно соответствовать заданным параметрам в эксплуатационных инструкциях к данному транспортному средству и определяется исключительно производителем.

Система выпуска отработавших газов и уход за ней

Признаки неисправной выхлопной системы:

1. если во время движения авто его сопровождает громкий рев;
2. увеличивается резко расход топлива автомобиля;
3. проявляется нестабильная работа автомобиля;
4. происходит постоянная потеря мощности;
5. на всех деталях образуется копоть;
6. система охлаждения авто перестает из-за увеличенной температуры сгорания топлива справляться с охлаждением.

Все перечисленные признаки подтверждают, что система выпуска отработавших газов неисправна. В результате чего происходит процесс превышения предельных показаний величины противодавления. Поэтому вашей машине необходим ремонт выхлопной системы.

Наиболее часто эти последствия являются причиной механического повреждения составных частей. На стабильную работу авто может сказать нарушение или несоответствие диаметра выхлопной трубы рекомендованному изготовителем.

Противодавление выхлопной системы авто может быть результатом того, что газопровод выполнен с множеством резких перегибов, или же он был сварен из отдельных сегментов (каждый сварной шов дает больше сопротивления).

Автовладельцам не стоит забывать так и о том, что ржавчина негативно влияет на металлические детали авто.

Чтобы избежать коррозии необходимо знать устройство выхлопной системы своего авто. Из какого металла она состоит, ржавеющего или нержавеющего. Не стоит допускать, чтобы в систему отводящих газов попадала вода, особенно в резонатор и глушитель. Иначе здесь начнет скапливаться конденсат и различные химические активные соединения, реагенты и соли. Следует избегать резких перепадов температур, особенно опасно, когда эти перепады возникают часто.

Своевременная профилактика и ремонт выхлопной системы помогут сэкономить ваши нервы и финансы. При малейших подозрениях на неисправность системы незамедлительно обращайтесь на СТО.

А вот видео, в котором демонстрируется как при помощи тюнинга выхлопной системы можно добиться увеличения мощности двигателя автомобиля из Германии Porsche на 15%: