Что такое со в выхлопных газах двигателей

Эффективная нейтрализация выхлопных газов

Требования к нейтрализации выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания растут из года в год. Несмотря на это, компетенции Liebherr в области двигателестроения позволили нам разработать оптимальные решения для соответствия даже самым строгим экологическим нормам. Мы предлагаем системы обработки выхлопных газов, которые надёжно работают в тяжёлых условиях эксплуатации, эффективно снижают выброс вредных веществ в атмосферу и, вместе с тем, оптимально сочетаются с нашими дизельными двигателями.

Дизельный двигатель D9508: на испытательном стенде производится замер выброса оксидов азота и сажевых частиц.

Liebherr традиционно придерживается принципов вертикальной интеграции производственных процессов. В этом ключе мы самостоятельно проектируем и изготавливаем основные компоненты и системы нашей техники. Учитывая растущие экологические требования к нейтрализации выхлопных газов, мы сосредоточили усилия на разработке собственной топливной аппаратуры и системы управления двигателем. Сегодня Liebherr предлагает унифицированный базовый двигатель, модульная архитектура которого позволяет быстро дополнять его разнообразными модификациями и системами нейтрализации ОГ. В результате двигатели Liebherr легко адаптируются к экологическим стандартам, действующим в различных странах и регионах.

Модульная система для любых норм токсичности отработавших газов

Двигатель с оптимизированным расходом топлива
  • Дизельные двигатели
  • Система топливоподачи Common Rail
  • Блок управления двигателем
Система SCRonly согласно нормам Stage IV и Tier 4 Final
Система EGR согласно норме Stage ІІІА
Система SCRFilter согласно норме Stage V

Двигатель с оптимизированным расходом топлива

Базовые модели двигателей с оптимизированным расходом топлива и без системы нейтрализации ОГ подходят для применения в странах, где отсутствует жесткое регулирование норм токсичности отработавших газов. Они отличаются исключительной прочностью и надежностью работы даже при использовании топлива различного качества.

Система топливоподачи Common Rail

Оптимизированная система топливоподачи Liebherr, обеспечивающая высокий КПД двигателя при минимальном расходе топлива.

Блок управления двигателем

С помощью электронной системы управления двигателем регулируются не только процессы впрыскивания и сгорания топлива внутри двигателя, но и нейтрализация отработавших газов (ОГ).

Система EGR согласно норме Stage ІІІА

Базовая конфигурация двигателя с внешней системой рециркуляции отработавших газов (СРОГ) подходит для стран со сравнительно мягким регулированием в отношении норм токсичности ОГ. СРОГ позволяет снизить выбросы оксидов азота, удерживая их значение в пределах допустимого. При возврате части ОГ в цилиндры двигателя в них уменьшается процентное содержание кислорода. Таким образом понижается температура сгорания смеси и сокращается выработка токсичных оксидов азота.

Система SCRonly согласно нормам Stage IV и Tier 4 Final

Чтобы обеспечить соответствие нормам Stage IV и Tier 4 Final, регулирующим допустимую токсичность ОГ, достаточно оснастить дизельный двигатель Liebherr системой SCRonly. Она позволяет избежать необходимости внедрения целого ряда дополнительных технологий и оборудования: фильтра твердых частиц, СРОГ и дизельного катализатора окисления.

Система SCRFilter согласно норме Stage V

Разработанная Liebherr система SCRFilter включает в себя дизельный катализатор окисления, катализатор селективного восстановления и фильтр твердых частиц с системой избирательной каталитической нейтрализации. При этом фильтр SCRFilter всего на 20% длиннее предыдущих моделей, являясь при этом достаточно компактным решением, обеспечивающим соответствие норме токсичности ОГ Stage V (вступает в силу с 2019 г.) В странах с крайне жестким регулированием в отношении токсичности ОГ, таких как Швейцария, а также в отраслях, где действуют особые требования, например, в туннелестроении, эта система может с успехом применяться уже сегодня.

Технология SCRonly для стандартов Stage IV / Tier 4 final

Дизельный двигатель Liebherr D946 A7, соответствующий экологическим требованиям Stage IV

Для нейтрализации выхлопных газов в соответствии со стандартами Stage IV или Tier 4 final в двигателях Liebherr применяется технология SCRonly, основанная на принципе селективного каталитического восстановления. Система SCRonly гарантирует соблюдение экологических норм и, вместе с тем, позволяет отказаться от дизельных катализаторов окисления (DOC-катализаторов), сажевых фильтров (DPF) и систем рециркуляции ОГ (EGR). Высокую производительность технологии SCRonly обеспечивает система непрерывного мониторинга выхлопных газов. Вместе с тем, мы также повысили КПД самого катализатора селективного восстановления. Так, для более точной дозировки раствора мочевины AdBlue в системе SCRonly используются специальные инжекторы. Они максимально распыляют жидкость и способствуют более эффективному снижению выброса оксидов азота.

Преимущества

В основе инновационной технологии Liebherr SCRonly лежит катализатор селективного восстановления, позволяющий нейтрализовать выхлопные газы без применения катализаторов окисления и сажевых фильтров. Такая система обработки ОГ является одним из самых современных отраслевых решений. К преимуществам технологии SCRonly относятся:

  • Компактные монтажные размеры
  • Лёгкая конструкция
  • Отсутствие сажевого фильтра, требующего регулярной очистки
  • Продолжительные интервалы замены масла
  • Низкая стоимость приобретения и минимальные эксплуатационные затраты
  • Малая потребность в охлаждении за счёт отсутствия рециркуляции ОГ

Соответствие требованиям Stage V

Анализ потока газов в SCR-системе

Уже сейчас инженеры Liebherr работают над тем, чтобы обеспечить соответствие наших двигателей экологическим стандартам Stage V, которые в 2019 году вступят в силу на территории Европейского Союза. Одним из наиболее переспективных решенй в этой области являются наши SCR-фильтры, которые зарекомендовали себя в тоннелестроительных машинах Liebherr и успешно прошли сертификацию на соответствие нормам Stage IV на территории Швейцарии. Конструктивно это решение объединяет дизельный катализатор окисления (DOC-катализатор), катализатор селективного восстановления (SCR-катализатор) и сажевый фильтр с каталитическим покрытием. Данные фильтры нетребовательны и удобны в обслуживании. Как правило, потребность в чистке SCR-фильтров возникает не раньше 4500 моточасов, а выполнить её можно в любом центре восстановления компонентов Liebherr-Reman.

Читать еще:  Чем можно покрыть двигатель

Можно ли определить наличие неисправности автомобиля по цвету выхлопных газов?

Цвет выхлопных газов незначительно отличается в зависимости от вида автомобилей, как правило, делится на бесцветный, белый, черный и серо-голубой. Поэтому цвет газа, выпускаемого из глушителя автомобиля, показывает на состояние двигателя и причину неисправности. Тогда, каким образом отличаются причины неисправности по цвету выхлопных газов?

Во-первых, при бесцветном цвете (невидимые невооруженным глазом из-за переливания)

Если выхлопные газы бесцветного цвета, это говорит о том, что двигатель автомобиля не имеет никакой проблемы. Т.е. двигатель работает и сжигает топливо должным образом. Бесцветный или слегка светло-синий цвет выхлопных газов говорит об отсуствии неисправностей двигателя.

Во-вторых, при белом цвете

Выхлопные газы белого цвета, указывают, что двигатель не воспламеняется должным образом из-за низкой температуры. Белый цвет образуется из-за неполного сжигания топливных частиц, однако это явление исчезает, когда температура двигателя возрастает. В зимний период, двигатели без каких-либо неисправностей также могут выпускать выхлопные газы белыго цвета. Это происходит при сгорании паров в зимний период, похоже с явлением, когда из рта выходит белый пар в холодную погоду. Большое количество пара производится при большом содержании водорода, в зависимости от соотношения углерода (C) и водорода (Н) в топливе. Вот почему выходящий газ из автобусов (CNG) или такси (LPG) в зимний период выглядит белым. Иногда, в зимний период, происходит аномальное повышенное количества влаги, выпускаемое из глушителя. Это часто происходит, когда выпускаемый пар быстро охлаждается из-за наличия отверстия в глушителе, поэтому, в таких случаях необходимо проверить состояние глушителя.

В-третьих, при черном цвете

Выхлопные газы бывают черного цвета, когда подается толстая газовая смесь или при поставке относительно недостаточного количества воздуха для горения. Черный цвет создается из-за неполного сжигаемого углерода, который смешивается выхлопными газами и образует черный цвет. Это происходит по причине избыточного впрыскивания горючего из-за дефектного топливного насоса или недостаточной поставки воздуха воздушным фильтром, который блокирован посторонними веществами. Необходимо провести осмотр.

В-четвертых, при серо-голубом цвете

Серо-голубой цвет образуется из-за неполного сгорания, вызванного повреждением прокладки, износом поршневого кольца, когда моторное масло течет в цилиндр через образованную трещину. При этом в атмосферу выпускаются выхлопные газы серо- (дистилляты с высокой температурой кипения) голубого (добавки ингредиентов) цвета. Как правило, когда моторное масло сгорает вместе с топливом, считается, что выходят газы белого цвета, но если сказать точнее, они серо-голубого цвета. Если выпускаются газы серо-голубого цвета, автомобиль необходимо отвезти автомобильный ремонтный цех и проверить наличие проблем с системой двигателя, включая поршневое кольцо и головку блока цилиндров.

Следовательно, очень важно проводить тщательную техническую проверку транспортного средства, избегать чрезмерное вождение, чтобы поддерживать автомобиль в хорошем состоянии в течение длительного времени.

Модернизация двигателей для предотвращения загрязнения воздуха

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 91 процент населения планеты живет в районах, где качество воздуха не соответствует стандартам, рекомендованным в «Руководящих принципах по качеству воздуха», установленных ВОЗ в 2005 г. 1

Каждый год из-за загрязнения воздуха умирают 4,2 млн человек. Одним из главных источников загрязнения окружающего воздуха являются выбросы отработавших газов автомобилями, угрожающие здоровью людей и климату.

ANTISMOG, экологически безопасная и общедоступная технология, разработанная французским стартапом Net Sas, призвана решить эту проблему. Это решение позволяет обеспечить сокращение вредных выбросов двигателями внутреннего сгорания на величину, достигающую 80 процентов. Технологический процесс ANTISMOG состоит из следующих четырех операций:

  • Операция 1: Проводятся спектрофотометрический анализ и замеры прозрачности выхлопных газов для регистрации базового уровня выбросов. Механик использует спектрофотометр (небольшой прибор, анализирующий молекулярный состав газа и содержащиеся в нем твердые частицы) для измерения базового уровня выбросов.

  • Операция 2: Водородная декарбонизация. Оксигидроген, смесь водорода (H2) и кислорода (O2), также известный как гремучий газ или HHO, используется для декарбонизации, или удаления нагара с внутренних механизмов двигателя и выхлопной системы. Газ в больших количествах закачивается в работающий двигатель стоящего без движения автомобиля с использованием крупнообъемного газогенератора ННО. Этот процесс максимально «очищает» внутренние механизмы двигателя, удаляя остатки нагара.
    • Операция 3: Обогащение топлива водородом. Эта самая важная операция заключается в том, что в моторный отсек устанавливается электролизер малой мощности под низким давлением газа 2 . Когда двигатель включен, это устройство генерирует регулируемое количество газа HHO, который затем поступает в топливно-воздушную смесь перед ее возгоранием. Это обеспечивает более полное и гомогенное сгорание топлива, что обеспечивает значительное сокращение объема твердых частиц (ТЧ) и окиси азота (NOx) в выхлопных газах. Генератор ННО размером примерно 20 см х 15 см х 5 см можно устанавливать на большинство автомобилей, дизельных генераторных установок 3 , а также на промышленное и сельскохозяйственное оборудование. Он особенно хорошо подходит для более старых дизельных двигателей. Срок службы этого устройства составляет приблизительно от 20 до 40 лет и большинство запчастей могут перерабатываться.

  • Операция 4: Проводится окончательная проверка выхлопов на токсичность и повторяется первая операция для регистрации любого сокращения уровня выбросов по сравнению с базовым.
  • Читать еще:  Электронное управление работой дизельного двигателя

    В отличие от фильтров, клапанов системы рециркуляции отработавших газов и каталитических нейтрализаторов избирательного действия – технологий дожигания, обычно используемых для сокращения выбросов, — технология обогащения топлива водородом, используемая в процессе ANTISMOG, основана на предкамерном сгорании топлива. Она обеспечивает более полное сжигание топлива, что существенно сокращает количество несгоревших частиц и повышает КПД топлива.

    Основные преимущества

    Главным преимуществом ANTISMOG является сокращение выбросов вредных выхлопных газов на 80 процентов (в том числе сокращение выбросов NOx на 55 процентов, а твердых частиц – на 95 процентов). К числу других преимуществ относятся следующие:

    • Меньше механических проблем, связанных с дизельными сажевыми фильтрами (ДСФ). Это особенно полезно для автомобилей с длительным сроком службы, таких как такси и автобусы дальнего сообщения.
    • Менее высокая стоимость техобслуживания автомобиля. ANTISMOG обеспечивает экономию в размере порядка 10 процентов.
    • Повышение коэффициента полезного действия топлива более чем на 10 процентов.
    • Установка системы ANTISMOG на более старые автомобили сокращает количество вредных веществ в отработавших газах, благодаря чему они по некоторым характеристикам не уступают более современным моделям.

    ANTISMOG находится на ранней стадии коммерциализации и компания готова предложить свою технологию для коммерческого использования в рамках сотрудничества с заинтересованными сторонами. В настоящее время, будучи заинтересованной прежде всего в более широком внедрении своей технологии, компания Net Sas старается заключить соглашения с владельцами и операторами автотранспортных средств и промышленного оборудования.

    (Фото: с разрешения Net Sas)

    Net Sas планирует сохранить технологию ANTISMOG в открытом доступе, с тем чтобы любые хозяйствующие субъекты, представляющие государственный или частный сектор, например, муниципальный предприятия или владельцы автопарков, могли использовать ее самостоятельно. Net Sas работает над созданием общедоступной онлайновой библиотеки ресурсов, которая будет содержать руководства, схемы процессов и протоколы, связанные с инновационной технологией ANTISMOG, и пользоваться которой можно будет бесплатно.

    Компания зарегистрировала ANTISMOG в качестве товарного знака в ведомстве ИС Франции (Национальном институте промышленной собственности (INPI)), и планирует подать патентные заявки на устройства ANTISMOG, как только будет завершен первый раунд привлечения финансовых средств.

    О WIPO GREEN

    WIPO GREEN – это глобальная платформа, выполняющая функции электронной торговой площадки для распространения экологически устойчивых технологий и способствующая глобальным усилиям, прилагаемым к решению проблемы изменения климата. Благодаря своей базе данных и организуемым региональным мероприятиям WIPO GREEN помогает налаживать связи между теми, кто разрабатывает такие технологии, и теми, кто в них нуждается, являясь катализатором «зеленых» инноваций, передачи и распространения «зеленых» технологий.

    Notas

    1 «Руководящие принципы по качеству воздуха», установленные ВОЗ в 2005 г., предписывают глобальные максимальные значения уровня содержания в воздухе основных загрязняющих веществ, опасных для здоровья людей. В настоящее время Руководящие принципы пересматриваются и их публикация в новой редакции планируется в 2020 г. https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health.

    2 Электролизер – это прибор, в котором электрический ток используется для выработки водорода (H2) и кислорода (O2).

    3 Дизельная генераторная установка – это дизельный двигатель в сборе с электрогенератором, используемые для выработки электроэнергии.

    О чем может рассказать цвет выхлопа?

    Если вашему автомобилю больше пяти лет и вы хотя бы раз присутствовали при прохождении планового техосмотра, вы наверняка наблюдали, как на выхлопную трубу надевают специальный прибор — газоанализатор, — чтобы измерить количественные показатели углекислого газа и присутствие топливных фракций и кислорода.

    Прибор позволяет увидеть, насколько полно сгорает топливо. Помимо этого, можно оценить эффективность работы систем очистки выхлопных газов — они как раз и определяют экологический класс вашего автомобиля. Содержание различных компонентов в выхлопных газах позволяет сделать выводы о том, насколько исправен двигатель. Но есть несколько простых способов, которые помогут ещe до техосмотра выяснить, пора ли вам в сервис. Достаточно внимательноa посмотреть на цвет выхлопных газов.

    Что есть «норма»?

    Прежде чем пытаться разглядеть неисправности, стоит вспомнить, что такое выхлопные газы, как они образуются и какими должны быть в нормальном состоянии.

    Выхлопные или отработанные газы — продукт сгорания топлива в камерах сгорания двигателя. Тип используемого топлива определяется конструкцией двигателя: бензиновый, дизельный или газовый.

    Исправный двигатель должен выделять бесцветные газы, особенно в тeплое время года. Зимой же, сразу после запуска мотора и его прогрева до рабочей температуры, цвет может быть беловатым — это тоже нормально. Белый дым образуется в результате испарения скопившегося конденсата в выпускной системе: как только двигатель прогреется, вся влага исчезнет, и дым вновь станет едва заметным. Если даже после прогрева дым не пропадет, это может свидетельствовать о проблеме.

    Густой белый дым

    Как мы уже говорили выше, белый дым при запуске двигателя — показатель присутствия паров воды в выхлопных газах. Вода выделяется при сгорании топливо-воздушной смеси, и еe присутствие в небольшом количестве некритично.

    Если же белый дым не пропадает после прогрева двигателя и остаeтся густым, наиболее вероятная причина — попадание антифриза в цилиндры.

    Чаще всего это следствие «отслужившей своe» прокладки или трещины в головке блока цилиндров. И если замена прокладки вопрос нескольких тысяч рублей вместе с работой мастера, то трещина на ГБЦ сулит крупные траты и замену дорогостоящей корпусной детали.

    Читать еще:  Двигатель 4m51 технические характеристики

    Есть и другие причины, которые так или иначе связаны с охлаждением двигателя:

    • перегрев мотора из-за неисправного термостата или помпы;
    • неисправность реле вентилятора охлаждения или поломка самого вентилятора;
    • утечка жидкости из радиатора;
    • воздушные «пробки» в системе охлаждения.

    Часто описанные причины взаимосвязаны: если радиатор неисправен и попросту течeт, создаeтся воздушная пробка и двигатель кипит. Или неисправная помпа не даeт правильно циркулировать охлаждающей жидкости, что вновь приводит к перегреву.

    Перегрев же несeт за собой целый шлейф потенциальных проблем, вплоть до того, что блок двигателя может перегреться и заклинить. В этом случае никакой капитальный ремонт не поможет — только полная замена двигателя.

    Если у вас есть подозрения, что белый дым гуще обычного и плохо рассеивается, следует как можно скорее обратиться в сервис. Это именно тот случай, когда автомобиль нельзя эксплуатировать: густой белый дым имеет самые дорогие последствия.

    Сизый дым

    Выхлоп окрашивается в сизый, разные оттенки синего, голубоватого или серого цвета в случаях неполного сжигания топлива или если излишнее количество масла попадает в камеры сгорания. Такие неисправности сопровождаются увеличением расхода топлива, быстрым потемнением масла и более высоким расходом на угар. Изменения в поведении автомобиля вы сможете почувствовать при разгоне: он станет менее динамичным.
    Запах у сизого дыма тоже особенный: напоминает старые советские мотоциклы и мопеды. В этих двигателях ещe не применялась раздельная смесь и масло специально смешивали с бензином.

    Причин появления сизого дыма может очень много, вот лишь некоторые из них:

    • нарушение процессов сгорания топлива из-за неисправности форсунок, ошибки начала подачи топливо-воздушной смеси;
    • выброс масла в камеру сгорания. Причины могут быть разными: от завышенного уровня масла в картере до повышенного давления в картере двигателя из-за его плохой вентиляции или прорыва газов из камеры сгорания;
    • неверная регулировка зазоров свечей;
    • залeгшие компрессионные кольца в результате их коксования приводят к образованию увеличенных зазоров в ЦПГ, что способствует прорыву газов в картер и выбросу масла в камеру сгорания.

    К слову, закоксованность колец может являться ещe и следствием использования некачественного масла или признаком, что масло редко меняли. В таких случаях масло окисляется и теряет свои свойства задолго до замены.

    Не стоит чрезмерно экономить на масле и уж тем более растягивать интервалы замены. Даже если у вас не самый новый или не самый дорогой автомобиль, любой ремонт обойдeтся во много раз дороже. Подробно о подборе масла мы говорили в одной из предыдущих статей.

    В отличие от густого белого дыма, с маслом в цилиндрах можно проехать какое-то расстояние. И лучше, если это будет путь до автосервиса.

    Чeрный дым

    Самый очевидный оттенок дыма, который может выходить из глушителя — чeрный. Он — явное свидетельство неполного сгорания топлива в цилиндрах. В двигатель поступает недостаточное количество воздуха, топливо не может полностью сгореть, и образуется большое количество сажи. Такое часто встречается у дизельных двигателей.

    Чeрный дым также может говорить о сниженной компрессии в двигателе. Его главный индикатор — повышенный расход топлива. Ещe одна частая причина появления чeрного дыма — неисправность топливных форсунок. Иногда достаточно очистки и промывки, но официальные сервисы и автопроизводители рекомендуют замену.

    Помимо вышеупомянутых, есть ещe спектр не менее важных и вероятных проблем, которые приводят к появлению чeрного дыма. Среди них:

    • грязный или неисправный воздушный фильтр;
    • неверная регулировка зазоров свечей;
    • ошибки датчика системы впрыска;
    • неисправности ТНВД;
    • проблемы с системой регулирования наддува.

    Стоит вспомнить и опыт наших отцов и дедушек: чeрный выхлоп почти всегда был связан с карбюратором. Но с каждым годом таких автомобилей всe меньше, так же, как и людей, которые могут правильно наладить подачу топлива: искусство сродни настройке роялей и пианино!

    Существует ещe один интересный автомобильный феномен из-за океана: там «дымить чeрным» модно. Есть даже свой термин — «rolling coal», что дословно можно перевести как «дать угля». Главные герои — классические американские пикапы, такие как Dodge Ram и Ford F350.

    Изначально из системы выхлопа дизельных внедорожников убирали сажевый фильтр, чтобы дополнительно увеличить мощность для соревнований. Но эффектный дым так понравился публике, что в итоге стал частью ответвления культуры «американской деревенщины», которая против прогресса и экологических новаций. Еe адепты намеренно перенастраивают двигатель таким образом, чтобы дизель «переливал», топливо не успевало сгореть и вылетало в воздух в виде частичек сажи. Просто вбейте запрос «rolling coal» в любой поисковик — зрелище впечатляющее, но исключительно вредное для окружающей среды и лeгких человека.

    С должным вниманием

    Как бы банально это ни звучало, необходимо следить за своим автомобилем в прямом смысле слова. Доступность автосервисов и продлeнная гарантия — прекрасная помощь, но не панацея. Буквально 5-7 минут, которые вы потратите перед поездкой, могут сохранить не только ваше деньги, но и время, проведeнное в сервисе или без любимого авто.

    Проверили жидкости, протeрли стeкла, посмотрели на давление в шинах. За это время и автомобиль прогреется — самое время смотреть на цвет выхлопа!

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector