Ці продукти горіння утворюються, коли повітря та паливо змішуються в оптимальній пропорції (14,7:1). Але, на жаль, це співвідношення не завжди витримується, тому й є шкідливі речовини у відпрацьованих газах.
Автомобіль Fiesta обладнаний керованим трикомпонентним каталітичним нейтралізатором, дизельний двигун - окисним каталітичним нейтралізатором
Всі без винятку автомобілі обладнані керованим трикомпонентним каталітичним нейтралізатором, автомобілі з дизельними двигунами Endura-DE – окисним каталітичним нейтралізатором. Керований каталітичний нейтралізатор зменшує вміст оксидів вуглецю приблизно на 85%, вуглеводнів - на 80%, оксидів азоту - на 70%. Окисні каталітичні нейтралізатори не впливають на концентрацію оксидів азоту. Зі збільшенням пробігу ефективність каталітичного нейтралізатора знижується. Позначення «керований» говорить про те, що при роботі двигуна склад газів, що відпрацювали, постійно контролюється за допомогою датчика концентрації кисню і вміст шкідливих речовин в газах зменшується до розпоряджених законодавством норм.
Функція датчика концентрації кисню (лямбда-зонд)
Мал. 11.4. Розташування датчика (1) концентрації кисню у приймальній вихлопній трубі (2), де температура відпрацьованих газів максимальна
Датчик концентрації кисню (HO2S) на автомобілі Fiesta встановлений перед каталітичним нейтралізатором передньої вихлопної труби (рис. 11.4) і діє за принципом гальванічного елемента з твердим електролітом у вигляді керамічного матеріалу, виготовленого з діоксиду цирконію і оксиду ітрію. Керамічний матеріал датчика піддається зовні впливу газів, що відпрацювали, його внутрішня поверхня з'єднана з навколишнім повітрям. Для зменшення часу приведення датчика до нормального робочого режиму його обладнають електричним підігрівом. Внаслідок різниці у вмісті кисню у газах, що відпрацювали, і навколишньому повітрі в датчику виникає різниця потенціалів, яка при певному залишковому вмісті кисню у відпрацьованих газах сильно збільшується. Цей стрибок напруги відбувається точно при співвідношенні палива та повітря l=1. За нестачі кисню (l<1), тобто. при багатої паливоповітряної суміші, напруга становить 0,9–1,1 В. При бідній суміші (l>1) напруга зменшується до 0,1 В.
Сигнал датчика концентрації кисню передається блоку управління системою упорскування палива. Блок збагачує або збіднює паливоповітряну суміш, щоб підтримувати співвідношення палива та повітря якомога ближче до оптимального l=1.
Робоча область каталітичного нейтралізатора
Ступінь ефективності каталітичного нейтралізатора є функцією робочої температури. Нейтралізатор починає працювати при температурі приблизно 300°С, яка досягається через 25-30 з руху. Робоча температура в діапазоні 400-800°С забезпечує оптимальні умови для отримання максимальної ефективності та великого терміну служби нейтралізатора.
Керамічний каталітичний нейтралізатор сприйнятливий до надвисокої температури. Якщо температура перевищує 900°С, починається процес інтенсивного старіння, а при температурах понад 1200°С його працездатність повністю порушується.
Активний шар складається з металів, чутливих до вмісту свинцю в паливі, при відкладенні активність каталітичного шару швидко зменшується. Тому двигуни з каталітичними нейтралізаторами слід експлуатувати лише на неетильованому бензині.
Мал. 11.5. Схема роботи каталітичного нейтралізатора. Від двигуна надходять шкідливі речовини NOx (оксиди азоту), СО (чадний газ) та СН (вуглеводні), а після реакції в каталітичному нейтралізаторі виходять N2 (азот), СО2 (вуглекислий газ) та Н2О (вода): 1,2 – металеві сітки; 3 – корпус; 4 – перфорована вирва
Каталітичний нейтралізатор має пористу керамічну основу, покриту дорогоцінними металами — платиною та родієм та укладену в оболонку з нержавіючої сталі. Розташована на дротяній сітці керамічна основа пронизана великою кількістю паралельно розташованих каналів. На стінках каналів нанесений проміжний шар збільшення активної поверхні каталітичного нейтралізатора (рис. 11.5).
Каталітичний нейтралізатор містить 2-3 г дорогоцінних металів, причому платина сприяє окисленню, а родій - відновленню оксидів азоту.
Каталітичний нейтралізатор нейтралізує такі шкідливі речовини, як чадний газ, вуглеводень та оксиди азоту (тому він називається трикомпонентний каталітичний нейтралізатор).
ПРАКТИЧНА РАДА
Експлуатація автомобілів з каталітичним нейтралізатором
· Якщо двигун Fiesta не пускається через розрядку акумулятора, не намагайтеся пустити двигун, штовхаючи або буксуючи автомобіль. У каталітичний нейтралізатор потрапить дуже багато незгорілого палива, яке згодом приведе його в непридатність.
· При перебоях у запаленні або пропусках запалення необхідно відразу ж перевірити систему запалення та при подальшому русі уникати високої частоти обертання колінчастого валу двигуна.
· Перед нанесенням захисної мастики на днище кузова ретельно закрийте каталітичний нейтралізатор, інакше можливе загоряння.
· При кожному підйомі автомобіля обов'язково перевіряйте теплозахисні пластини.
· Негерметичність системи випуску газів, що відпрацювали (прогоріла прокладка, тріщина від високої температури і т.д.) перед датчиком концентрації кисню призводить до неправильних результатів вимірювання (висока частка вмісту кисню). Тому електронний блок управління двигуном збагачуватиме суміш, що призведе до збільшення витрати палива та передчасного зносу каталітичного нейтралізатора.
ТЕХНІЧНИЙ СЛОВНИК
Склад відпрацьованих газів
Оксид вуглецю (чадний газ - СО).
Чим багатша паливоповітряна суміш, тим більше утворюється чадного газу. Точне керування кількістю палива, що впорскується, правильно встановлений момент запалювання і рівномірний розподіл суміші в камері згоряння зменшують вміст чадного газу в відпрацьованих газах. Ніколи не вимірюйте вміст оксиду вуглецю в закритих приміщеннях, оскільки чадний газ отруйний і навіть невелика його концентрація в закритих приміщеннях може бути смертельною. У повітрі чадний газ відносно швидко з'єднується з киснем і утворює вуглекислий газ. Незважаючи на те, що вуглекислий газ не отруйний, він бере участь в утворенні «парникового» ефекту.
Вуглеводні (СН).
Сполуки вуглеводнів об'єднані в одну групу. Зміст СН залежить від конструкції двигуна (незмінна величина). Занадто багата або занадто бідна паливоповітряна суміш також збільшує частку вмісту СН у газах, що відпрацювали. Деякі їх безпечні, інші можуть викликати ракові захворювання. Всі сполуки вуглеводнів спільно з оксидами азоту (NOx) утворюють смог (важко розчинні туманні хмари газів, що відпрацювали).
Оксиди азоту (NOx або NO) -
утворюються, насамперед, через наявність азоту повітря, що надходить у камеру згоряння (понад 3/4). Їх концентрація особливо висока в конструкціях двигунів з низькою витратою палива і малим вмістом СО і СН у газах, що відпрацювали. Для цих двигунів характерні висока температура згоряння та бідна паливоповітряна суміш. При сильній концентрації оксиди азоту можуть пошкодити органи дихання. При поєднанні з водою утворюються кислотні дощі.
Вуглекислий газ (СО2).
Утворюється при згорянні палива, що містить вуглець при з'єднанні з киснем повітря. Вуглекислий газ зменшує корисну дію озонового шару Землі, що захищає від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця.
Отруйні речовини, що містяться у відпрацьованих газах дизельних двигунів.
При роботі дизельного двигуна утворюється незначна кількість СО та СН. Через більш високу компресію дизельний двигун викидає менше оксидів азоту. Але для дизельного двигуна характерні інші шкідливі речовини у продуктах згоряння. Наприклад, сажа - типова складова частина відпрацьованих газів дизеля. Сажа складається з незгорілих вуглеців і золи. Частинки сажі при потраплянні до органів дихання стають збудниками раку. Двоокис сірки (SO2) також утворюється за наявності сірки, насамперед у дизельному паливі. Сприяє появі сірчаної чи сірчистої кислоти у дощі (кислотні дощі). Автомобілі з дизельними двигунами спричиняють 3% кислотних опадів.
Вуглекислий газ утворюється при згорянні дизельного палива лише за більш високих концентраціях.
Коментарі відвідувачів