Система рециркуляции отработанных газов на Magnum 318 и не только

[AVTX]

Почему на двигателях Magnum 318 система рециркуляции отработанных газов, изначально была, а потом, на рестайле, от неё отказались? Тема эта не столько сложная, сколько ёмкая. Ну, т.е. будет много «букав», но в конце станет ясно, как всё просто. Начнём. Для начала, совсем небольшой теоретический экскурс, который, на самом деле, не так важен и вникать в него совсем необязательно. Тем не менее, для полноты картины, его (экскурс) нужно совершить. Поехали. В отработавших газах ДВС образуются шесть соединений азота с кислородом:
NO (оксид азота);
NO2 (диоксид азота);
N2O (закись азота);
N2O3 (азотистый ангидрит);
N2O4, N2O5 (азотные ангидриты).
Обычно все эти соединения обозначаются как NOx. Теперь к вопросу, как они образуются? Условно выражаясь – тремя «способами». Первый, это образование окислов азота непосредственно во фронте пламени, т.е. при сгорании топлива. С этим бороться невозможно, поэтому причины образования рассматривать не будем. Тем более, что этим «способом» NOx образуется очень немного. Второй «способ» похож на первый, потому, что образование окислов происходит так же в процессе сгорания, но уже из азота, содержащегося в топливе, а точнее в присадках к топливу. Тут тоже, бороться нет смысла. Ну, если топливо такое, так что ж бороться-то? Топливо менять нужно, а вернее, его состав. Да и образуется этим «способом» NOx ещё меньше, чем «первым». Ну в самом деле, сколько того азота в топливе? Третий «способ», это образование соединений окислов азота уже в отработавших газах. Обратите внимание, образование окислов азота происходит уже после сгорания топлива, т.е. за фронтом пламени. Описать это можно следующим образом: Всё топливо или какая-то его часть, сгорело, но в отработавших газах остался неиспользованный кислород и, естественно, много азота. И вся эта смесь находится при достаточно высокой температуре и давлении. Вот тут-то азот, который содержался в воздухе, начинает образовывать соединения с кислородом, оставшимся неиспользованным при сгорании топлива. Именно «третьим способом» образуется основное количество NOx. Именно с этими NOx ведётся непримиримая борьба. Основополагающее здесь, это наличие неиспользованного кислорода. Вот тут у простого обывателя происходит «непонятка». С одной стороны, теоретики ДВС все уши прожужжали о том, что повышение эффективных показателей ДВС «начинается» с как можно большего наполнения цилиндров воздухом, что бы сжечь как можно больше топлива. С другой стороны, видим какой-то неиспользованный кислород. Откуда он взялся-то? Вот писал же в начале – тема эта ёмкая. Но, уверяю, не сложная, поэтому продолжаем. Теперь придётся ещё и к истории развития ДВС обратиться. Дело в том, что чтобы поджечь рабочую смесь в камере сгорания от свечи зажигания, нужна некоторая минимальная концентрация молекул топлива. Это в отличии от дизеля, в котором без проблем можно поджечь даже самое ничтожно малое количество топлива. К дизелям мы можем вернуться позже, а сейчас про бензиновые... При максимальной или близкой к ней нагрузке всё было более или менее нормально. Т.е. концентрации молекул топлива хватало. Другое дело нагрузки от низких до средних, включая холостой ход. В этих случаях наполнение цилиндров искусственно снижается дроссельной заслонкой и, при тех же размерах камеры сгорания, как молекул воздуха, так и молекул топлива становилось на много меньше. Для того, что бы искра от свечи зажигания могла поджечь такую разряжённую смесь, приходилось эту смесь обогащать. И чем больше по литражу был двигатель, тем острее стояла эта проблема. Например, в двигателе ЗИЛ-130 коэффициент избытка воздуха на оборотах холостого хода составлял порядка 0,55. Т.е. смесь была очень богатой и какая-то часть топлива просто вылетала в трубу, а то топливо, которое сгорало, образовывало много СО вместо СО2. Но с этим приходилось мириться, т.к. при более бедной смеси появлялись пропуски в зажигании, т.е. смесь просто не поджигалась. Конечно, с увеличением нагрузки (читай, наполнения цилиндров) и оборотов коленвала коэффициент избытка воздуха приходил в норму и составлял 0,9 – 1,1, но на малых оборотах, да ещё и при малой нагрузке, всё было «печально». К чему я всё это? К тому, что в те давние времена проблем с NOx не возникало, т.к. для его образования в отработанных газах просто не оставалось кислорода. Почему же сейчас он (кислород) стал оставаться? Всё очень просто. Прогресс, как известно, не стоит на месте. Сначала появились бесконтактные системы зажигания, что увеличило энергию искры в разы. Теперь эта самая искра могла не только поджечь более бедную смесь, но и позволила увеличить степень сжатия. Что, в свою очередь, ещё больше позволило обеднить смесь, т.к. тоже количество молекул топлива стали «ближе друг к другу». До конца истории ещё далеко, но уже на этом этапе в отработанных газах стал появляться неиспользованный кислород. Но зато резко снизилось содержание СН и СО в тех же отработанных газах. Инженеры уже открывали шампанское, чтоб отметить это дело. Но не тут-то было. Эти «редиски» экологи, нет бы порадоваться и присоединиться к торжеству, так они вместо этого стали тыкать пальцем в увеличившееся содержание окислов азота. Что называется, за что боролись, на то и напоролись. Инженеры попросили экологов не портить им праздник и пообещали после выходных что-нибудь придумать. И придумали. Вот с этого места, как говориться, «следите за моими руками»... В основном NOx образуется на оборотах ниже среднего и при малой нагрузке. Например, когда автомобиль движется по ровной дороге с небольшой скоростью и педаль газа при этом открыта, ну скажем, на 15-20%. В таком режиме сжигать много топлива не нужно, т.е. смесь обеднённая (благо, что бесконтактная система зажигания и увеличенная степень сжатия позволяют эту смесь обеднить). Другими словами: в цилиндры поступает некоторое количество лишнего воздуха. Пусть это будет 10%. Идея состояла в следующем: если эти 10% воздуха нам только вредят (топливо и без них полностью сгорает), то давайте заменим, ну не все 10, конечно, но хотя бы 5% поступающего в цилиндры воздуха... отработанными газами. Дёшево и эффективно.. Да, конечно, не все NOx исчезли, но, как ни крути, их стало в два раза меньше. Но ТОЛЬКО на указанном выше режиме работы двигателя. А на других режимах рециркуляция, во-первых, не нужна, а во-вторых, будет только вредить. На карбюраторных двигателях эта задача решалась просто. Если дроссель открыт (режим разгона), давление во впускном коллекторе низкое и клапан рециркуляции закрывается. Если нагрузка на двигатель небольшая, то водитель прикрывает дроссель и разряжение увеличивается, что приводит к открытию клапана рециркуляции. Если дроссель полностью закрыть (холостой ход) то отверстие для вакуума перекрывается этим же дросселем и рециркуляция снова отключается. Честно говоря, сейчас уже не вспомню, за счёт чего отключалась рециркуляция на режиме максимальных оборотов и мощности, но отключалась, это точно. Потом появился центральный впрыск топлива и рециркуляцией заведовал уже его электронный блок управления. Вместе с этим нашёл своё место в выпускном коллекторе датчик содержания кислорода в отработанных газах, т.н. лямбда-зонд или просто датчик кислорода, как его обычно называют. А позднее появился и распределённый впрыск топлива. Именно распределённый впрыск топлива, совместно с датчиком кислорода позволил отказаться от применения рециркуляции отработанных газов. Ну в самом деле, зачем «огород городить»? Изначально, цель какая была? Уменьшить количество неиспользованного кислорода в отработанных газах. Но теперь-то с этим замечательно справляется электронная система впрыска топлива. Благодаря ей неиспользованного кислорода в отработанных газах, практически, нет. Следовательно, не из чего появляться и NOx. Значит и система рециркуляции отработанных газов не нужна. Да, система рециркуляции отработанных газов ещё просуществовала на Magnum 318 до 1996 года. Думаю, что это произошло просто «по инерции». Ведь распределённому впрыску тогда было, как говориться, от роду неделя и инженеры в то время ещё не полностью раскрыли его потенциал. Центральный-то впрыск не мог так точно регулировать состав смеси, даже при наличии датчика кислорода. Смесь получалась как «средняя температура по больнице» и рециркуляция тогда была ещё нужна. Но в конце концов поняли, что распределенный впрыск может решить проблему NOx и без системы рециркуляции отработанных газов. Извините за много букав, но по-другому было нельзя. Как я писал в самом начале: тема не сложная, но ёмкая. Зато теперь многие сами могут догадаться, почему система рециркуляции применяется на дизельных двигателях и на бензиновых с непосредственным впрыском топлива (если нет, то могу рассказать). И ещё одно. Где-то я это уже писал, но повторюсь. Как говорил профессор Преображенский в к/ф «Собачье сердце»: «Не читайте до обеда советских газет». Вот и я не рекомендую читать статьи, типа вот этой (по ссылке) http://5koleso.ru/articles/Tehnika/R...CHto_takoe_EGR
Конечно, не всё там тяжёлый бред, но его там хватает. Да, у нас свободная страна и всё такое... Но и я просто, не рекомендую, не более того.

[Nikola 52 rus]

Краткость - сестра таланта (с) Чехов

[AVTX]

Сообщение от Nikola 52 rus

Краткость - сестра таланта (с) Чехов

Где вы только такие картинки берёте?

[yakobson]

интересно. Спасибо за ликбез )

[Азот]

Сообщение от AVTX

Где вы только такие картинки берёте?

http://replygif.net/1230

[Хасковод]

интересно!
спасибо


на будущее
делайте абзацы
намного легче читать будет

[AVTX]

Сообщение от Хасковод

интересно!
спасибо


на будущее
делайте абзацы
намного легче читать будет

Хорошо, учту. А "на будущее", это что значит? Вы ещё от меня статей ждёте?

[Хасковод]

Я лично - да

[AVTX]

Сообщение от Хасковод

Я лично - да

А на какую тему, например?

[A.S.A.T.]

Сообщение от Хасковод

Я лично - да

+1

у тебя, Лёша, все темы правильные, открытые и нужные... как БЖ на драйве!