Устройство автомобиля

К углам установки колес относятся:

- углы продольного и поперечного наклона оси поворота колеса,

- углы развала и схождения.

Угол продольного наклона (кастер) (град), образуется вертикалью и осью поворота колеса при виде сбоку. Является одним из основных параметров, обеспечивающих стабилизацию управляемых колес в движении. Считается положительным, если ось наклонена назад относительно автомобиля. Чрезмерный угол делает рулевое управление «тяжелым».

Угол поперечного наклона (град), образуется вертикалью и осью поворота колеса при виде спереди. Наряду с другими факторами поперечный наклон обеспечивает стабилизацию управляемых колес не только в движении, но и в статическом состоянии. Считается положительным, если ось поворота колеса наклонена к продольной плоскости симметрии (середине) автомобиля.

Развал (град), - положение колеса, при котором образуется угол между плоскостью его вращения и вертикалью. Оптимизирует распределение сил в пятне контакта шины с дорогой в различных режимах движения. Как правило, угол развала конструктивно связан с углом поперечного наклона и изменяется вместе с ним. Исключение составляют некоторые подвески типа Мак-Ферсон, у которых поперечный наклон жестко фиксирован. Для компенсации упругих деформаций подвески и бокового увода, вызываемого развалом, колеса должны устанавливаться со схождением.

( \ - / ) положительный

( / - \ ) отрицательный

Схождение (мм) - разность расстояний между бортовыми закраинами ободьев, замеренных сзади и спереди колес на уровне их центров.

( / - \ ) положительное

( \ - / ) отрицательное

23.Классификация подвесок. Кинематические схемы подвесок. Преимущества и недостатки



зависимая подвеска

положительные характеристики:

-- простота конструкции;

-- прочность;

-- дешевизна;

-- устойчивость к повреждениям;

-- проходимость.

Однако ради объективности необходимо отметить недостатки:

-- недостаточная управляемость, особенно при высокой скорости движения;

-- незначительный уровень комфорта;

-- неинформативное рулевое управление.

независимая

Длительная ее эксплуатация позволила выявить положительные свойства, к которым относятся:

-- хорошая управляемость автомобилем, особенно на высокой скорости;

-- высокая информативность при управлении;

-- возможность настройки параметров подвески под конкретные условия движения;

-- повышенный комфорт при движении

Среди ее недостатков надо отметить:

-- короткие ходы подвески;

-- достаточно большое число деталей и, как следствие, повышенная вероятность их повреждения в сложных дорожных условиях:

-- трудности в полевых условиях ремонта поврежденной подвески;

-- высокая стоимость обслуживания и трудность регулировки.

Плюсом рессорной подвески является

простота ее конструкции,

рессоры отменно переносят перегрузки и движение по разбитым дорогам.

ее универсальность.

Недостатком рессорной подвески является ее малый срок службы, что в некоторой степени обусловлено особенностями эксплуатации. Ведь хозяева таких авто постоянно транспортируют грузы, а в условиях такой нагрузки рессоры достаточно быстро проседают. Также имеется необходимость в смазке и очистке листов, иначе мусор и камешки, что набиваются между ними, приводят к дребезжанию и скрипам.

пневмоподвеска

Основным достоинством пневматической подвески является высокая плавность хода автомобиля и отсутствие каких-либо шумов,

К достоинствам также можно отнести автоматическое регулирование клиренса и жесткости отдельных стоек в движении.

К недостаткам можно отнести очень плохую ремонтопригодность элементов пневмоподвески.

28. Система питании двигателей, раб-щих на сжатых природных газах

В зависимости от вида применяемых топлив и типа ДВ а/м переоборудуются в газобаллонные однотопливные (монотопливные), двухтопливные с независимым питанием ДВ одним из топлив и двухтопливные с одновременной подачей двух топлив (газодизели). В зависимости от агрегатного состояния и вида газа а/м переоборудуются для работы на компримированном или сжиженном природном газе и для работы на сжиженном нефтяном газе.

Газ в этой системе находится в жидком состоянии(80%), а наличие паровой подушки(20%) обеспечивает его защиту от повреждения, нагреве и пуске непрогретого двигателя через вентиль 2. Основная работа происходит на жидком топливе через вентиль 1.

3-Заправочный вентиль;

4-Контроль уровня топлива и степени заполняемости через вентиль;

5-Фильтр тонкой очистки;

6-Установка для перевода из жидкого топлива в газообразное (охлажд. жидкость);

7-Редуктор низкого давления (понижение с 1,5 МПа до 0,1);

8-Газовый смеситель;

9-Простейший карбюратор

10-топливный бак (5л.)

11- Электромагнитный клапан «вид топлива»



29. Система питании двигателей, работающих на сжиженных нефтяных

В зависимости от вида применяемых топлив и типа ДВ а/м переоборудуются в газобаллонные однотопливные (монотопливные), двухтопливные с независимым питанием ДВ одним из топлив и двухтопливные с одновременной подачей двух топлив (газодизели). В зависимости от агрегатного состояния и вида газа а/м переоборудуются для работы на компримированном или сжиженном природном газе и для работы на сжиженном нефтяном газе.

1-Баллоны;

2-Магистральные вентили;

3- Заправочный вентиль;

4 - Фильтр тонкой очистки;

5-Подогреватель газ топлива;

6-Редуктор высокого давления;

7- Редуктор низкого давления;

8-Экономайзер;

9-Смеситель;

10-Переключатель «вид топлива»

11-Пламегаситель

30. Преимущества и недостатки использования газового топлива для ДВС по сравнению с бензиновым и дизельным топливом

Преимущества:

1) хорошее смесеобразование;

2) наиболее полное сжигание топлива;

3) экологичность;

4) увеличенный ресурс двигателя (газ не смывает масленую пленку с зеркала цилиндров);

5) более чистая камера сгорания (без нагара)

6) двигатель имеет более высокую степень сжатия, которая практически компенсирует потерю мощности

Недостатки:

1) потеря мощности двигателя из-за более низкой теплотворной способности газ топлива;

2) пожароопасность

3) возможность утечки;

4) невозможность проведения ТО и ТР на газовом топливе (заезд на бензине);

5) высокая металлоемкость системы (вес возрастает до 450 кг).

31. Принцип действия и порядок работы газодизельных систем питания

При работе двигателя в цилиндрах в такте пуска поступает воздушный заряд + газ топливо учитывая, что газ имеет высокую температуру самовоспламенения воспламенить газовоздушную смесь от сжатия нельзя, поэтому в цилиндр поступает до 10% дизельного топлива в качестве запальной порции. Сжиженный природный газ + дизельное топливо.

1-Баллоны; 2-Магистральные вентили; 3- Заправочный вентиль; 4 - Фильтр тонкой очистки; 5-Подогреватель газ топлива; 6-Редуктор высокого давления;7- Редуктор низкого давления; 8-Экономайзер; 9-Смеситель; 11-Пламегаситель

В газовой модификации Д, предназначенной для работы только на газообразном топливе, вместо Д топливной системы исп-ся система подвода газа к ДВ и в цилиндры и система электрического зажигания. Степень сжатия в высокооборотных ДВ снижается до 8-12, в малооборотных - до 6-9. Система подачи топлива газового ДВ 16ГДПН 23/(2x30) (61 ГА) делится на 3 подсистемы: подвода газа в цилиндры, подвода газа в форкамеры, питания газом при пуске и переходе на режим ХХ. При рабочем режиме газ подводится в цилиндры из магистрали, где газ находится под давлением 0,6 МПа, ч/з открытый пусковой клапан трубопровода цилиндрового газа, трубки подвода газа к цилиндрам, дозаторы, газовпускные клапаны, газовые форсунки. Горючая смесь воспламеняется свечой зажигания. Открытие и закрытие газовпускных клапанов производится приводом от распределительных валов ДВ. В дозаторе расположено профилированное отверстие, площадь проходного сечения кт регулирует золотник, связанный поводком тяги с регулятором скорости. Газовпускной клапан служит запирающим органом, определяющим фазы подачи газа в цилиндр. При изменении нагрузки частота вращения КВ ДВ меняется, но регулятор, отрегулированный на заданную частоту вращения, передвинет тягу дозаторов так, что кол-во проходящего ч/з них газа изменится, и заданная частота вращения восстановится. Газ, подводимый к форкамерам. поступает из топливоподающей магистрали к редуктору-регулятору, кт поддерживает давление газа в трубопроводе, обеспечивающее оптимальный состав смеси в форкамерах при всех рабочих режимах. Давление газа на выходе из редуктора составляет 0,07-0,27 МПа. Из трубопровода газ по трубопроводам поступает к установленным на форкамерах автоматическим клапанам. Когда сила от давления газа на входе в автоматический клапан преодолевает силу от давления газов на клапан внутри цилиндра и пружины, клапан открывается и в форкамеру через калиброванное отверстие поступает необходимое кол-во топлива. При пуске в цилиндры подается сжатый воздух, подводимый одновременно ч/з штуцер к пусковому клапану, кт перекрывает основной вход газа в трубопровод. Газ под давлением 0,03-0,04 МПа поступает в трубопровод лишь ч/з пусковой редуктор-регулятор. Дозаторы при пуске под действием регулятора скорости открыты полностью, и кол-во газа, поступающего в цилиндры, регулируется редуктором-регулятором. После пуска ДВ и достижения заданной частоты вращения прекращается подача сжатого воздуха в цилиндры и к пусковому газовому клапану. Последний открывается, и подачу газа в цилиндры начинают регулировать дозаторы.

33. Способы снижения содержания токсичных компонентов в ОГ. Их преимущества и недостатки на автотранспорте

Обычно в ДВС до 30% и более теплоты, введенной с топливом, отводится в охлаждающую среду и передается через наружную поверхность. Использование даже части этой теплоты для совершения полезной работы может существенно улучшить экономичность ДВ. Поэтому является актуальным создание адиабатного ДВ, т.е. ДВ без теплообмена с внешней средой через систему охлаждения и путем теплоотдачи от внешней поверхности. Из-за роста температуры выпускных газов в адиабатном ДВ увеличивается тепловая энергия, которую можно превратить в полезную работу газовой турбины, установленной на выпуске. В связи с ростом температурного состояния деталей камеры сгорания расширяется сортамент применяемых топлив, процесс сгорания становится менее жестким, уменьшается выделение СО и СН. Однако, из-за роста температуры деталей, образующих камеру сгорания, требуются жаропрочные материалы, а для смазывания двигателя термостойкие масла. Наиболее перспективным направлением повышения экономичности и уменьшения токсичности ДВС является создание ДВ, работающего на обедненных смесях. Однако при обеднении смеси скорости протекания химических реакций уменьшаются и понижается скорость тепловыделения, что увеличивает потери теплоты. Во избежание этого необходимо применять послойное смесеобразование. При использовании систем впрыска уменьшается расход топлива при движении а/м в условиях города по сравнению с карбюраторным смесеобразованием на 5-15%. Кроме того, при наличии хорошо отрегулированной системы электронного впрыска существенно понижается токсичность отработавших газов, что позволяет ограничиться применением одного каталитического нейтрализатора тройного действия без введения рециркуляции отработавших газов или подачи вторичного воздуха для дожигания СО и СН. Созданы экспериментальные дизели, которые работают на каменноугольной смоле или на суспензии тяжелого дизельного топлива с тонкоизмельченным угольным порошком. Проводятся исследования по использованию в качестве топлива для дизелей каменноугольной пыли.

34. Основные показатели цилиндра и двигателя

V_c - объём камеры сгорания, л

V_h - рабочий объём, л

V_a = V_c+ V_h - полный объём цилиндра

i - количество цилиндров

ф - тактность двигателя

n_N - номинальная частота вращения коленчатого вала, об/мин

е = V_a / V_c - степень сжатия

35.СВЛТ типы и принцип действия

непрерывной подачей топлива и пневматическим управлением (К-Джетроник).

циклической подачей топлива и электронным регулированием по расходу воздуха

(L-Джетроник).

4 топливных форсунки +1 пусковая форсунка

Электрический топливный насос 2 подает топливо из бака 1 через фильтр 3 в топливный коллектор 4, в котором с помощью стабилизатора 5 поддерживается постоянный перепад давления на входе и выходе топлива из форсунок 7. Стабилизатор перепада давления поддерживает постоянным давление впрыскивания и обеспечивает возврат избыточного топлива обратно в бак. Этим обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок. Из коллектора топливо поступает к рабочим форсункам, которые подают его в зону впускных клапанов. Количество впрыскиваемого топлива задается электронным блоком управления 6 в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. Учитывается также температура охлаждающей жидкости.

Объем поступающего воздуха является основным параметром, определяющим дозирование топлива. Воздух поступает в цилиндры через измеритель 12 расхода воздуха и впускной трубопровод. Воздушный поток, поступающий в двигатель, отклоняет напорную измерительную заслонку измерителя рас- хода воздуха на определенный угол. При этом с помощью потенциометра электрический сигнал, пропорциональный углу поворота заслонки, подается в блок управления, который определяет необходимое количество топлива и выдает на электромагнитные клапаны импульсы управления моментом впрыскивания топлива. Электронная схема управления дозированием топлива получает питание от аккумуляторной батареи 20 и начинает работать при включении зажигания.

Независимо от положения впускных клапанов, форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя. Если впускной клапан в момент впрыскивания топлива форсункой закрыт, топливо накапливается в пространстве перед клапаном и поступает в цилиндр при следующем его открытии одновременно с воздухом. Схема расположения форсунки при впрыскивании топлива в зону впускного клапана показана на рис. 7.15.

Количество поступающего к цилиндрам двигателя воздуха регулируется дроссельной заслонкой 11 (см. рис. 7.14), управляемой водителем. В системе предусмотрен регулятор 18 расхода воздуха на холостом ходу, расположенный около дроссельной заслонки. Он обеспечивает дополнительную подачу воздуха при холодном пуске и прогреве двигателя. По мере прогрева двигателя, начиная с температуры охлаждающей жидкости 50-70'С, регулятор прекращает подачу дополнительного воздуха. После этого при закрытой дроссельной заслонке воздух поступает только через верхний байпасный (обводной) канал, сечение которого можно изменять регулирующим винтом 9, что обеспечивает возможность регулирования частоты вращения в режиме холостого хода.

Стабилизатор 5 перепада давления поддерживает постоянное избыточное давление топлива относительно давления воздуха во впускном трубопроводе. В этом случае цикловая подача топлива форсункой зависит только от времени в течении которого открыт ее клапан. Основной принцип элктрон. Управления впрыскиванием топлива заключается в шир имполсн модул электр импульса ,управляющего форсункой. Длительность импульсов управления временем впрыскивания топлива форсункой корректируется от температуры охл. жидкости по дат.температуры.

На режимах полного открытия дроссельной заслонки и разгона автомобиля необходимо обогащение горючей смеси, что обеспечивается электронным Блоком управления по информации от датчика 10 положения дроссельной заслонки. При открытии заслонки контактная система датчика 10 дает импульсы, которые приводят к обогащению смеси в режиме разгона автомобиля.

В датчике 10 положения дроссельной заслонки предусмотрена контактная пара, от замкнутого или разомкнутого состояния которой зависит отключение или включение топливоподачи в режиме принудительного холостого хода. Подача топлива прекращается при закрытой дроссельной заслонке, когда частота вращения коленчатого вала двигателя выше 1000 мин-', и возобновляется при снижении частоты вращения до 900 мин-'. При этом порог отключения подачи топлива корректируется в зависимости от температурного состояния двигателя

Для облегчения пуска холодного двигателя в системе предусмотрена дополнительная пусковая форсунка 8, продолжительность открытия которой зави- сит от температуры охлаждающей жидкости (датчик 16). Пусковая форсунка представляет собой электромагнитный клапан с вихревым центробежным распылителем.

Введенный в систему датчик кислорода обеспечивает поддержание стехиометрического состава смеси.

(К-Джетроник)

Форсунка-1 пусковая, рабочая-1

Система впрыска "K-Jetronic" фирмы BOSCH представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном коллекторе. Форсунка непрерывно распыляет топливо, поступающее под давлением. Давление топлива (расход) зависит от нагрузки двигателя (от разрежения во впускном коллекторе) и от температуры охлаждающей жидкости.

Количество подводимого воздуха постоянно измеряется расходомером, а количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) количеству поступающего воздуха (за исключением ряда режимов работы двигателя, таких как пуск холодного двигателя, работа под полной нагрузкой и т.д.) и регулируется дозатором-распределителем топлива. Дозатор-распределитель или регулятор состава и количества рабочей смеси состоит из регулятора количества топлива и расходомера воздуха. Регулирование количества топлива обеспечивается распределителем, управляемым расходомером воздуха и регулятором управляющего давления. В свою очередь воздействие регулятора управляющего давления определяется величиной подводимого к нему разрежения во впускном трубопроводе и температурой жидкости системы охлаждения двигателя.

Система впрыска "K-Jetronic" фирмы BOSCH представляет собой механическую систему постоянного впрыска топлива. Топливо под давлением поступает к форсункам, установленным перед впускными клапанами во впускном коллекторе. Форсунка непрерывно распыляет топливо, поступающее под давлением. Давление топлива (расход) зависит от нагрузки двигателя (от разрежения во впускном коллекторе) и от температуры охлаждающей жидкости. Количество подводимого воздуха постоянно измеряется расходомером, а количество впрыскиваемого топлива строго пропорционально (1:14,7) количеству поступающего воздуха (за исключением ряда режимов работы двигателя, таких как пуск холодного двигателя, работа под полной нагрузкой и т.д.) и регулируется дозатором-распределителем топлива. Дозатор-распределитель или регулятор состава и количества рабочей смеси состоит из регулятора количества топлива и расходомера воздуха. Регулирование количества топлива обеспечивается распределителем, управляемым расходомером воздуха и регулятором управляющего давления. В свою очередь воздействие регулятора управляющего давления определяется величиной подводимого к нему разрежения во впускном трубопроводе и температурой жидкости системы охлаждения двигателя.

Топливный насос 2, (рис. 2), забирает топливо из бака 1 и подает его под давлением около 5 кгс/см2 через накопитель 3 и фильтр 4 к каналу "А" дозатора-распределителя 6. При обычном карбюраторном питании управление двигателем осуществляется воздействием на педаль "газа" т.е. поворотом дроссельной заслонки. Если при карбюраторном питании дроссельная заслонка регулирует количество подаваемой в цилиндры рабочей смеси, то при системе впрыска дроссельная заслонка 11 регулирует только подачу чистого воздуха.

Для того, чтобы установить требуемое соотношение между количеством поступающего воздуха и количеством впрыскиваемого бензина используется расходомер воздуха с так называемым напорным диском 5 и дозатор-распределитель топлива 6.

В действительности расходомер не замеряет, в буквальном смысле слова, расход воздуха, просто его напорный диск перемещается "пропорционально" расходу воздуха. А само название "расходомер" объясняется тем, что в этом устройстве использован принцип действия физического прибора, называемого трубкой Вентури и приме замера расхода газов.

Рис. 2. Схема главной дозирующей системы и системы холостого хода системы впрыска "K-Jetronic": 1 - топливный бак, 2 - топливный насос, 3 - накопитель топлива, 4 - топливный фильтр, 5 - напорный диск расходомера воздуха, 6 - дозатор-распределитель количества топлива, 7 - регулятор давления питания, 8 - регулятор управляющего давления, 9 - форсунка (инжектор). 10 - регулировочный винт холостого хода, 11 - дроссельная заслонка. Каналы: А - подвод топлива к дозатору-распределителю, В - слив топлива в бак, С - канал управляющего давления, D - канал толчкового клапана, Е - подвод топлива к форсункам



Механическая система: расходомер воздуха - дозатор-распределитель обеспечивает только соответствие перемещений напорного диска и плунжера распределителя. Но, если трубка Вентури обеспечивает линейную зависимость перемещения напорного диска от расхода воздуха, то простейший по форме плунжера распределитель, линейной зависимости между перемещением плунжера и расходом бензина уже не дает. Для получения линейной зависимости применена система дифференциальных клапанов, о них речь ниже.

Напомним, "линейная зависимость " - в буквальном смысле слова означает, что график функции - прямая линия. Другими словами, изменение аргумента вызывает прямо пропорциональное изменение функции. Например, аргумент (расход воздуха) увеличился в 2 раза во столько же раз увеличится и функция (перемещение). В данном случае независимым переменным (аргументом) будет уже перемещение плунжера, а функцией - расход бензина.

Из дозатора-распределителя топливо по каналам "Е" поступает к форсункам впрыска 9, (см. рис. 2). Иногда вместо слова форсунка применяется слово инжектор.

Итак, перемещение напорного диска вызывает перемещение плунжера распределителя. Направления перемещений на рис.2 показаны стрелками. Взаимосвязь перемещений и упомянутые выше дифференциальные клапаны обеспечивают стехиометрическое соотношение воздуха и бензина в рабочей смеси. Но, напомним еще раз, характерной особенностью автомобильного двигателя является то, что он должен быть приспособлен к различным режимам: холодный пуск, холостой ход, частичные нагрузки, полная нагрузка. Смесь приходится при соответствующих режимах или обогащать или обеднять. Для получения соответствия состава рабочей смеси режиму работы двигателя в системе впрыска со стороны верхней части плунжера (см. рис. 2) в распределитель подходит по каналу "C" управляющее давление. Величина последнего определяется регулятором управляющего давления 8. Это давление в зависимости от режима работы двигателя имеет большую или меньшую величину. В первом случае сопротивление перемещению плунжера увеличивается - смесь обедняется. Во втором случае, напротив, сопротивление перемещению плунжера уменьшается - смесь становится богаче. Одним из режимов работы автомобильного двигателя является резкое открытие дроссельной заслонки. При карбюраторной системе питания необходимое обогащение смеси (в противном случае, так как воздух более подвижен, было бы ее обеднение) производится ускорительным насосом. При системе впрыска обогащение обеспечивается почти мгновенной реакцией напорного диска (рис. 3).

Бензиновый электрический насос 2 (см. рис. 2) работает независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Он включается при двух условиях, когда включено зажигание и вращается коленчатый вал. Если учесть, что насос имеет запасы по давлению двухкратный, по подаче десятикратный, то понятно, что система впрыска должна иметь регулятор давления питания. Этот регулятор 7, (см. рис. 2) встроен в дозатор-распределитель, соединен с каналом "А" ( подвод топлива), по каналу "В" осуществляется слив излишнего топлива в бак, канал "D" соединен с регулятором управляющего давления 8.

Холостой ход карбюраторных двигателей регулируется двумя винтами: количества и качества смеси. Система питания с впрыском топлива также имеет два винта: винт качества (состава) рабочей смеси, этим винтом регулируется содержание СО в отработавших газах, и винт количества смеси 10, этим винтом устанавливается частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.



32. Элементы отработавших газов дизелей и бензиновых двигателей, причины их возникновения и способы утилизации

Состав отработавших газов (ОГ)

Двигатели	Состав отработавших газов, %
	N2	O2	H2O (пар)	CO2	CO	NxOy	CxHy	Сажа
Бензиновые	74 - 77	0,3 - 0,8	3 - 5,5	5 - 12	5 - 10	До 0,8	0,2 - 3	До 0,8
Дизельные	76 - 78	2-18	0,5-4	1-10	0,02-5	До 0,5	До 0,5	До 1,1
Состав выбросов	75	3	5	11	5	0,15	0,5	-
Масса выбросов при пробеге 15 000 км за год	15 т	0,6 т	1 т	2,275 т	1 т	30 кг	100 кг	-

Причины возникновения:

Углеводороды (СН)

Наличие углеводородов в выхлопных газах автомобиля свидетельствует о не полном сгорании топлива по причине недостаточного количества воздуха для их полного сгорания, вернее кислорода, находящегося в воздухе. Несгоревшие углеводороды при наличии солнечного света и наличии в воздухе оксидов азота вступают в реакцию, в результате которой образуется приземный озон, являющийся одним из основных компонентов смога.

Оксиды азота (NOx)

При наличии высокой температуры и высокого давления в камере сгорания двигателя атомы азота и атомы кислорода воздуха вступают в реакцию, в результате которой возникают различные оксиды азота, имеющие общее обозначение (NOx).

Оксид углерода (СО) - (угарный газ)

Оксид углерода (СО) появляется при неполном сгорании топлива в результате которого углерод, находящийся в топливе не окисляется до полного образования углекислого газа (СО₂), при этом, в результате частичного окисления образуется оксид углерода (СО).

Способы утилизации:

Очистка отработавших газов двигателей внутреннего сгорания с добавлением дополнительного воздуха или кислорода

Способ очистки отходящих газов путем их огневой обработки низкотемпературной плазмой в камере дожига при одновременной подаче в зону горения окислителя опубликовано в патенте № 2125168 РФ [11]. Для очистки отходящих газов ведут глубокий дожиг несгоревших токсичных компонентов отходящих газов в половине факела. После этого проводят мокрую очистку отходящих газов после их электроогневой обработки, например ввода щелочной аэрозоли, что позволяет связать оставшиеся двуокислы газов (SO₂, NO₂, CO₂ и др.) до кислотного пара с одновременной нейтрализацией образуемого кислотного пара водощелочной аэрозолью, а не прореагировавшие остатки утилилизировать в съемную емкость.

Способ очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания магнитным полем

Известен также способ очистки отработавших газов включающий подачу потока отработавших газов на катализатор и подачу воздуха для нейтрализации вредных примесей отработавших газов, предварительно перед подачей на катализатор поток отработавших газов принудительно смешивают с помагнитным полем, векторы направления сил которого ориентируют в плоскости, перпендикулярной относительно направления подачи потока отработавших газов[14]. Магнитное поле формируют с помощью, по меньшей мере, двух магнитов, одноименные полюса которых устанавливают навстречу друг другу и постоянно поддерживают их в этом положении, при этом создают турбулентный режим перемешивания потоков отработавших газов и воздуха, а затем проводят вторую стадию нейтрализации.

С использованием фильтрующего элемента

Фильтр - нейтрализатор предназначен для снижения токсичности отработавших газов дизельных, бензиновых и газобензиновых двигателей до уровня экологических требований.

Предложенная конструкция позволяет довести концентрацию вредных веществ в отработавших газах до стандартных норм токсичности и решить поставленную задачу[15]. В предложенной конструкции последовательные зоны очистки обеспечивают нейтрализацию отработавших газов до стандартных норм, а установленные последовательно перегородки, о которые наталкиваются отработавшие газы, и последовательный, боле длительный, чем в прототипе, путь движения от входного патрубка до выходного обеспечивают уровень шума отработавших газов ниже стандартного значения. Именно эти факторы и позволяют совместить фильтр-нейтрализатор и глушитель шума в единой конструкции.

Нейтрализация «электронным ударом»

Существует способ нейтрализации вредных примесей в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания электроимпульсным ударом б- частицами и устройство для осуществления[16].

Изобретение позволяет снизить содержание вредных примесей, понизить токсичность отработавших газов, повысить эффективность нейтрализации токсичных примесей в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, упростить конструкцию устройства и установки его в габаритах двигателя. Способ нейтрализации вредных примесей в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что обрабатывают потоком альфа-частиц воздух, подаваемый через воздухозаборный трубопровод двигателя, на участке от воздушного фильтра или газораспределительного устройства до карбюратора или топливного насоса, и одновременно другим потоком б-частиц обрабатывают отработавшие газы в трубопроводе выброса выхлопных газов, отличающийся тем, что после обработки подаваемого в двигатель внутреннего сгорания через воздушный коллектор воздуха альфа-частицами восстанавливают положительные ионы воздуха, обогащают воздух отрицательными ионами кислорода, а энергию б-частиц для обработки отработавших газов выбирают так, чтобы обеспечить диссоциацию окислов азота, угарного газа и углеводородов электронным ударом при прохождении отработавших газов через систему выхлопа двигателя внутреннего сгорания, с одновременным обогащением отработавших газов отрицательными ионами кислорода.

С использованием электролизера (для получения водорода для сжигания углеводородов и восстановления окислов азота)

Центральный научно-исследовательский автомоторный институт предложил способ снижения токсичности отработавших газов используя добавление водорода [17]. Способ включает в себя наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом, сжатие заряда в цилиндре, воспламенение горючей смеси и выпуск из цилиндров отработавших газов, энергию расширения которых преобразовывают в механическую работу, к потоку отработавших газов после выпуска их из цилиндра добавляют водород, а затем подают смесь отработавших газов с водородом в каталитический нейтрализатор и осуществляют выпуск газов из нейтрализатора в атмосферу. Вырабатываемый в электролизере на борту транспортного средства наряду с водородом кислород подают во впускную систему двигателя. Подмешивание водорода к отработавших газов обеспечивает интенсивное дожигание углеводородов и последующее при отсутствии или дефиците кислорода эффективное восстановление окислов азота, следствием чего является снижение суммарной токсичности отработавших газов. Одновременное введение водорода в поток отработавших газов и кислорода в поток свежего заряда обуславливает еще более эффективную конверсию окислов азота, а также снижение расхода топлива транспортным средством.

Катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода и способ его получения

Изобретение относится к технологии приготовления катализаторов, используемых для химических превращений в газовой фазе, и может быть использовано для конверсии оксида углерода водяным паром. Предложенный катализатор низкотемпературной конверсии оксида углерода включает оксиды меди, цинка, модифицирующее соединение металла и оксид алюминия

Разбавление отработавших газов двигателей внутреннего сгорания «разбавителем»

Изобретение направлено на повышение эффективности разбавления вредных выбросов и основано на экономии энергии потока разбавителя (относительно чистого вещества) и повышении интенсивности перемешивания вредных выбросов и разбавителя.

Огневое сжигание сажи и углеводородов

В последние годы, учитывая глобальную окружающую среду, стало очень желательным сокращение выбросов углекислого газа (CO₂). Поэтому проводятся усовершенствования работы на бедной топливной смеси с тем, чтобы добиться лучшего расхода топлива в двигателе внутреннего сгорания транспортного средства[20].

Согласно настоящему изобретению используется материал на основе церия, имеющий заданные свойства. Поэтому настоящее изобретение может обеспечить очищающий от дисперсных частиц материал, который обладает превосходными свойствами очистки от дисперсных частиц и способен начинать очистку от дисперсных частиц при низкой температуре и предотвращать неуправляемый нагрев фильтра-катализатора, а также фильтр-катализатор с использованием этого очищающего от дисперсных частиц материала и способ регенерирования фильтра-катализатора.

Нейтрализации отработавших газов с использованием поглотителей

Данное устройство может быть использовано для удаления углеводородов из выхлопных газов автомобиля в период холодного запуска двигателя и может быть использовано в качестве поглотителя для улавливания экологически опасных выбросов в окружающую среду устройствами, использующими углеводородное топливо

Катализатор хромово-никелевый для комплексной очистки газовых выбросов от оксидов азота и монооксида углерода

Катализатор хромово-никелевый для комплексной очистки газовых выбросов от оксидов азота и монооксида углерода, содержащий носитель на основе диоксида кремния - аэросила с нанесенными на него компонентами, отличающийся тем, что носитель дополнительно содержит бентонитовую глину с размером частиц менее 1·10^-3 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

36. Бензин. Состав, характеристика, маркировка. Свойства бензина, влияющие на рабочие процессы, выходные параметры и износ двигателя

Бенз состоит из углеводородов, где углерода от 5 до 12 молекул. Товарный бензин- смесь продуктов прямой перегонки, крекинга, реформинга, алкелировання и полимеризации. Октановое число бензина - способность топлива противостоять детонации; процентное содержание изооктана (С₈Н₁₈) в смеси с нормальным гептаном (С₇Н₁₆). Определить октановое число можно 2 методами: Моторный (А-76), Исследовательский (Аи-80). От одного физико-химического св-ва может зависить неск эксплуатационных показателей, а один показатель может зависеть от неск физико-химических св-в. Мощность двигателя зависит от теплотворной способности топлива. Наличие цифровых показателей гарантирует одинаковые эксплуатационные качества бензинов, полученных из разных марок нефти различных показателей. В ДВС сгорает топливовоздушная смесь, кт приготавливается за 0,02 сек и распыляется на мелкие частицы. ОЧи=125,4-(413/Е )+0,183Д Е -степень сжатия. Д-диаметр цилиндра. Для повышения ОЧ к бензину добавляют антидетонатор (этиловую жидкость) такой бензин называется этилированным: А-72-розовый цвет. А-76-желтый. АИ-92-оранжево-красный. АИ-98-синий. Св-ва: испаряемость, стойкость против детонации, стабильность (способность сохранять первоначальные св-ва при длительном хранении). Хорошая испаряемость обеспечивает приготовление горючего необходимого качества, облегчает пуск ДВС, уменьшает конденсацию паров бензина в цилиндрах и разжижение масла в картере. Об испаряемости судят по фракционному составу (характеризуется температурой выкипания 10; 50; 90% топлива и тем-ой конца выкипания) чем ниже t10, тем легче можно пустить ДВС. 1₅₀-характериз быстрый прогрев, устойчивость работы на малой частоте вращения к в и приемистость ДВС. t90 и конца выкипания характеризует полноту испарения. Темп-pa начала кипения должна быть не ниже 30°С, чтобы в жаркое время года не было «паровых» пробок в топливо проводах и фильтрах. При детонации ДВС перегревается и падает мощность. Следовательно подгорают выпуск клапана, прогорают днища поршней и прокладки м\у головкой и блоком цилиндров. Чем выше ОЧ тем меньше склонность к детонации. Присутствие кислот и сернистых соединений вызывает коррозию металлов. Вода способствует коррозии топл баков и ускоряет осмоление бензина. Зимой вода замерз и закупоривает всё. Механические примеси вызывают засорение жиклеров, фильтров и износ ЦПГ ДВС.

37. Эксплуатационная оценка бензинов по фракционному составу (ФС)

ФС- это кол-во топлива в % и тем-pa при которой это кол-во перегоняется. ФС определяется на стандартной установке. ФС позволяет судить о полноте испарения топлива в процесс-се карбюризации. В стандарте указывается t10, t50, t90. Кроме того указывают tконца перегонки, для летних бензинов tначала перегонки. Стандарт ограничивает кол-во бенза, которое не перегоняется (остаток в колбе) и которое улетучивается (потери при перегонке) По t10 судят о наличии в бенз пусковых фракций от которых зависит пуск холодного ДВС. Чем выше t10, тем меньше объем заряда больше топлива попадает в цилиндр в жидком виде смывая масло со стенок и разжижая его в картере. Чем ниже t10, тем легче и быстрее запустить холодный ДВС, т к больше испаряемость. Но при слишком малой t10, при горячем ДВС, и жаре окр среды бенз в системе питания может испариться, рабочая смесь обедняется, ДВС не тянет и глохнет, горячий пуск затруднен. Это явление назыв паровыми пробками. Тем-pa перегонки летнего по ГОСТу: t10 70°С, зимнего t10 55°С. По t50„ судят об интенсивности прогрева ДВС, устойчивость работы непрогретого ДВС на малых оборотах, приемистость при резком открытии заслонки. Чем ниже t50 тем легче испаряются средние фракции Однако применение бенз с заниженной t50 понижает коэфф наполнения => снижается мощность. t50 летнего=115°С, t50 зимнего=100⁰С. По t90 и tконпер судят о наличии тяжелых фракций, полноте сгорания топлива, о мощности развиваемой двигателем, износе двигателя, экономичности, синхронности работы цилиндров. Надо t90 была более низкой =>полное испарение и сгорание. При высокой t90 резко увеличивается износ при низких тем-ах окр воздуха и неравномерность распределения заряда по цилиндрам. t90 летн=180°С, t90 зимнего=1б0°С. Для России tначпер=35⁰C. Температуры перегонки для всех марок бензинов абсолютно одинаковые => все они испаряются одинаково.

1 - Возможность образования паровых пробок; 2 - Трудный пуск ДВ; 3 - Пуск ДВ невозможен; 4 - Плохая приемистость; 5 - Разжижение масла в картере; 6 - Интенсивный износ.

На поле номограммы а) показана взаимосвязь температуры наружного воздуха и температуры перегонки 10 % топлива с возможностью образования паровых пробок, трудным пуском и максимальной температурой, начиная с которой запуск двигателя невозможен.

На поле номограммы б) показана взаимосвязь температуры наружного воздуха и температуры перегонки 50 % топлива с приемистостью двигателя.

На поле номограммы в) показана взаимосвязь температуры наружного воздуха, температуры перегонки 90 % топлива и температуры конца перегонки топлива с разжижением масла и интенсивным износом.

На номограмме поля а) видно, что у бензина, имеющего tio = 70°С, "паровые пробки" не образуются даже при температуре наружного воздуха +30°С, но при температуре ниже -5°С затрудняется пуск холодного двигателя, а при температуре ниже -18°С запуск двигателя без дополнительных мер невозможен.

На номограмме поля б) видно, что у бензина, имеющего t₅o = 115°С, приемистость двигателя начнет ухудшаться, начиная с температуры -18°Синиже.

На номограмме поля в) видно, что у бензина, имеющего 1*о = 180С, разжижение масла начнется при температуре воздуха ниже -3°С, а при температуре ниже -27°С возможен интенсивный износ двигателя.

38. Детонационное сгорание. Признаки детонации. Причины вызывающие появление детонации, методы устранения их

Мощность двигателя зависит от теплотворной способности топлива. Различают 3 вида горения: нормальное, детонационное и калийное.

При нормальном сгорании топливо-воздушной смеси средняя скорость распространения пламени 10-40м\с, при детонации ТВС взрывается и скорость до 15000-20000 м\с.. Кроме того, при детон в отраб газах периодически появляется черный дым, двигатель перегревается и его мощность падает. В детонационном режиме процесс горения начинается нормально от искры, даже при сильной детонации нормально сгорает 75% смеси. При слабой детонации нормально сгорает 95% смеси. В процессе работы ДВС образуются перекиси углеводородов (дым-не сгоревшее топливо). При достижении определенной концентрации перекиси взрываются. На слух детон проявляется в звонких металлических стуках при работе ДВС. Кроме того, у выхлопной трубы автомобиля в отработанных газах можно заметить небольшое облачко черного дыма. Детон возникает на прогретом ДВС работающим с полной нагрузкой при низкой частоте вращения к в. Условия детонации: 1)температура 2)нагрузка- не все углеводороды способны образовывать перекиси, а только часть их. 3)Низкая частота вращения коленвала. Если одного из условий нет то и детон не будет. Детонация зависит от детонационной стойкости топлива. ОЧ=процентному содержанию изооктана (C₈H₁₈) в смеси с нормальным гептаном (C₇H₁₆). Чем выше ОЧ тем меньше склонность к детонации. ОЧи= 125,4-(413/Е )+0,183Д; Е -степень сжатия. Д-диаметр цилиндра. Для повышения ОЧ к бензину добавляют антидетонатор (этиловую жидкость). На проявление детон влияют конструктивные особенности ДВС: 1)Форма камеры сгорания (камера не терпит острых углов), 2)Место положения свечи 3)Конструкция выпускного клапана. При богатой смеси в ней присутствует много углеводородов и мало кислорода, поэтому перекись не образуется. Позднее зажигание предотвращает появление детонации, раннее - провоцирует. На появление детонации так же влияет степень сжатия и диаметр цилиндра.



39. Октановое число (как таковое и как характеристика). Как оно определяется?

Октамновое числом -- показатель, характеризующий детонационную стойкость топлив для двигателей внутреннего сгорания. Октановое число (04) бензина равно процентному (по объему) содержанию изооктана (C₈Hi₈) в смеси с нормальным гептаном (С₇Н_]6), которая по детонационной стойкости равноценна испытуемому бензину. При этом октановое число изооктана принято за 100, а нормального гептана - за 0 условных единиц. Эталонными топливами могут быть и другие жидкие топлива, полученные смешением более дешевых компонентов, но обязательно протарированных по изооктану и нормальному гептану.

Октановое число определяется на моторной установке с одноцилиндровым двигателем с переменной степенью сжатия путем сравнительных испытаний испытуемого бензина с эталонными топливами, октановое число которых известно.

На установке типа УИТ-85 октановое число определяется по моторному (ОЧ/М) и исследовательскому (ОЧ/И) методам.

В обоих случаях после прогрева двигателя на испытуемом топливе моторную установку выводят на определенный режим работы, который характеризуется температурой, частотой вращения и нагрузкой. Моторный метод имеет более легкий режим работы установки по сравнению с исследовательским методом. В свое время моторный метод испытаний разрабатывался для испытания авиационных бензинов, а исследовательский - для автомобильных. Поэтому октановое число, определенное по исследовательскому методу, на несколько единиц выше, чем определенное моторным методом.

При выходе на испытуемый режим постепенно увеличивают степень сжатия до появления детонации нужной интенсивности, определенной по шкале указателя детонации. Затем, не меняя режима работы, на ходу переводят установку, попеременно, на работу на эталонных то-пливах.

Эталонные смеси готовят с разницей в две октановые единицы. На одном топливе двигатель должен детонировать сильнее, а на другом слабее, чем исследуемое топливо.

С уменьшением молекулярной массы как у углеводородов природного происхождения одной и той же группы, так и между группами, как правило, октановое число повышается; эта закономерность распространяется и на непредельные углеводороды. Можно предположить, что у бензинов с более легким фракционным составом будет выше октановое число.

40. Как зависит детонация от режима работы двигателя и его регулировок?

Возникновению детонации способствуют:

а) ухудшение охлаждения двигателя. Причинами ухудшения охлаждения двигателя могут быть: ухудшение вентиляции подкапотного пространства, загрязнение двигателя и радиатора, накипь в системе охлаждения, пробуксовка ремня вентилятора, нагар в камере сгорания;

б) увеличение открытия дросселя. Увеличиваются нагрузка и температура из-за увеличения подачи топлива;

в) уменьшение частоты вращения коленчатого вала. Увеличивается время на подготовку перекисей (см. рис. 3.6);

г) увеличение угла опережения зажигания. При раннем зажигании процесс горения смещается в сторону такта сжатия, происходит увеличение давления и температуры. При позднем зажигании процесс горения смещается в сторону рабочего хода, т.е. расширения объема газов, что по законам физики связано с охлаждением газов, возможность появления детонации уменьшается. Однако чрезмерное уменьшение угла опережения зажигания влечет увеличение расхода бензина, снижение динамических качеств автомобиля.

Из графика видно, что с увеличением оборотов существенно падают требования двигателя к октановому числу топлива.

Эта зависимость позволяет применять в системе зажигания двигателя при работе на малых оборотах различные электронные устройства задержки импульсов искры и автоматически снимать эту задержку при разгоне двигателя до определенных оборотов.

Детонационная стойкость применяемых автомобильных топлив должна обеспечивать работу автомобиля в любых условиях без появления детонации. Детонация уменьшается как при обогащении, так и при обеднении рабочей смеси: при обогащении смеси она уменьшается из-за недостатка кислорода и снижения возможности образования перекисей, а при обеднении -вследствие уменьшения теплоты сгорания.

41. Влияние конструктивных особенностей двигателя на требуемое октановое число топлива

Детонационная стойкость топлива может быть оценена на реальном автомобиле в дорожных условиях; этот показатель называют "дорожным октановым числом". Его определяют на ровном участке дороги, во время движения автомобиля с закрытыми окнами туда и обратно, чтобы исключить влияние ветра, при определенных угле опережения зажигания и нагрузках. Специальными акустическими приборами фиксируется момент возникновения детонации.

Эти испытания показали, что один и тот же бензин на разных автомобилях покажет разные "дорожные" октановые числа.

Из этого следует, что требуемая детонационная стойкость топлива зависит не только от конструкции двигателя, но и от конструкции трансмиссии и ходовой части автомобиля.

Таким образом, реакция двигателя на детонационную стойкость топлива зависит и от его конструктивных особенностей, таких как материал и форма камеры сгорания, место расположения свечи зажигания, температура головки и конструкция выпускного клапана, диаметр цилиндра, степень сжатия и др.

Температурное поле камеры сгорания очень неравномерно; в температурном поле есть относительно холодные зоны в районе впускного клапана и зоны с критически высокой температурой в районе выпускного клапана.

Форма камеры сгорания должна быть такой, чтобы в зоне с критически высокой температурой находилось как можно меньше рабочей смеси, а сама камера сгорания имела ровную поверхность без выступов и острых углов; свеча зажигания должна располагаться как можно ближе к критической зоне, это сократит время возможного образования перекисей.

Среди выпускных клапанов находят применение клапаны с натриевым охлаждением. Эти клапаны (рис. 3. 7) имеют внутри полость 4, наполненную металлическим натрием. Натрий во время работы двигателя плавится и, перемешиваясь встряхиванием во время работы, интенсивно переносит тепло от головки к стержню, от стержня к втулке, головке блока, в результате тепло рассеивается системой охлаждения. Вероятность возникновения детонации падает.

Важнейшими конструктивными особенностями (параметрами), вошедшими в техническую характеристику двигателя, являются диаметр цилиндра и степень сжатия.

Чем больше диаметр цилиндра, тем больше вероятность возникновения детонации, поскольку увеличивается время сгорания смеси, следовательно, возрастает вероятность возникновения перекисей.

От степени сжатия двигателя зависят давление, и температура в камере сгорания к моменту воспламенения рабочей смеси. Чем выше степень сжатия, тем больше вероятность возникновения детонации, тем выше требования двигателя к детонационной стойкости бензина.

Между требуемым октановым числом бензина, степенью сжатия и диаметром цилиндра двигателя установлена приблизительная зависимость, которая выражается следующей формулой:

ОЧи=125,4-(413/Е )+0,183Д Е -степень сжатия. Д-диаметр цилиндра.

где ОЧ/И _т - требуемое октановое число бензина; е -- степень сжатия; D - диаметр цилиндра, мм.

Эта эмпирическая формула дает приблизительный результат, т.к. в ней не учитываются такие параметры двигателя, как форма камеры сгорания, расположение свечи зажигания, конструкция клапана и другие особенности.

42. Дизельное топливо. Способы получения, состав, характеристика

Св-ва ДТ влияющ на раб процессы, выходные параметры и износ двигателя. ДТ- смесь керосиновых, газойлевых и соляровых фракций. Получают из нефти путем прямой перегонки (первичная переработка) раздел на фракции. Смесь углеводородов с примесями кислородных соединений, сернистых и азотистых. В некоторые сорта добавляют продукты каталитического крекинга. В основном в ДТ парафиновые углеводороды: C₁₆H₃₄-цетан и другие с ф-лой С_nН_2n+2, n-переменное число, нафтеновые углевод и незначительное кол-во ароматических углевод. Средняя нормальная скорость сгорания ДТ в цилиндрах =0,4-0,6 Мпа / (1 градус пов к в), t кипения 300-350°С Желтого цвета, специфического запаха. Бывает летним, зимним и арктическим. Содержание кислот и серы в ДТ строго ограничивается ГОСТами. Св-ва: t самовоспламенения-это t до кот надо нагреть ДТ с воздухом, чтобы начался процесс горения. Об этом судят по цетановому числу. Для определения ЦЧ ДТ сравнивают с эталонным ДТ, ЦЧ которых заранее известно оно находится в пределах 40-45 единиц. С повышением ЦЧ ДВС работает более экономично и не так жестко. Для повышения ЦЧ добавляют присадку изопропилнитрат. t застывания: чем она ниже тем надежнее работает дизель, при загущивании ДТ хрен воспламенишь, t застывания должна быть на 10-15°С ниже t окруж воздуха в районе его эксплуатации. Определенная вязкость- недостаточная может привести к обеднению горючей смеси, а высокая - к затрудненной подаче и впрыску топлива. Вязкость определяют на капиллярном вискозиметре при t воздуха 20°С и измеряют в сантистоксах (сСт). Нормальная вязкость ДТ 1,5-8,0 сСт. ДТ должно иметь определенный фракционный состав для обеспечения хорошего смесеобразования: при утяжеленном ФС вследствие плохой испаряемости рабочая смесь готовится с запаздыванием => несвоевременное воспламенение => дымный выхлоп и смывание масла со стенок цилиндра. При облегченном ФС топливо способно быстро и полно испариться недалеко от форсунки => в камере сгорания образуется неоднородная смесь. ДТ должно обладать оптимальной испаряемостью, она характеризуется темпер-ой перегонки: по t50 судят о пусковой способности топлива, по t96 судят о наличии тяжелых фракций ухудшающих смесеобразование, экономичность, повыш нагарообразование и дымность.