Выхлопы двигателя


Выхлопные газы - это... Что такое Выхлопные газы?

Дым из выхлопных труб дизельного грузовика

Выхлопные газы (отходящие газы) — отработавшее в двигателе рабочее тело. Являются продуктами окисления и неполного сгорания углеводородного топлива. Выбросы выхлопных газов — основная причина превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах.

Количество выделяемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ определяется массовым выбросом газов и составом отходящих газов.

Количество отходящих газов автомобилей

В основном определяется массовым расходом топлива автомобилями. Расход по расстоянию нормируется и обычно указывается производителями (одна из потребительских характеристик). В отношении суммарного объема выходящих из глушителя выхлопных газов приблизительно можно ориентироваться на такую цифру — один килограмм сжигаемого бензина приводит к образованию примерно 16 килограммов смеси различных газов.

ВАЗ 2110 1,5k литра ВАЗ 2110 1,5i литра Mitsubishi Colt 5-D 1.1i литра ВАЗ 11113 0,75k литра ВАЗ 21055 1,5D литра
Расход в «городском» режиме, л/100км 9,1 8,6 7,0 6,4 5,7
Расход, равномерно 60 км/ч, л/100км 6,5 6,5 3,7 3,2 3,8
  • k — карбюраторный двигатель
  • i — инжекторный двигатель
  • D — дизельный двигатель
  • плотность бензина при +20С колеблется от 0,69 до 0,81 г/см³
  • плотность дизельного топлива при +20С по ГОСТ 305-82 не более 0,86 г/см³

Состав автомобильных выхлопных газов

Бензиновые двигатели Дизели
N2, об.% 74—77 76—78
O2, об.% 0,3—8,0 2,0—18,0
h3O (пары), об.% 3,0—5,5 0,5—4,0
CO2, об.% 0,0—16,0 1,0—10,0
CO*, об.% 0,1—5,0 0,01—0,5
Оксиды азота*, об.% 0,0—0,8 0,0002—0,5
Углеводороды*, об.% 0,2—3,0 0,09—0,5
Альдегиды*, об.% 0,0—0,2 0,001—0,009
Сажа**, г/м3 0,0—0,04 0,01—1,10
Бензпирен-3,4**, г/м3 10—20·10−6 10×10−6

* Токсичные компоненты

** Канцерогены

Влияние выхлопных газов на здоровье человека

Выхлопная труба легкового автомобиля

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов.

Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1 %.

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него обнаружены производные антрацена:

  • 1,2—бензантрацен
  • 1,2,6,7—дибензантрацен
  • 5,10—диметил—1,2—бензантрацен

Кроме того при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (Тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма — иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгких. Также выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы.

Отравления в замкнутом пространстве

Довольно часты случаи отравления выхлопными газами, в том числе с летальными исходами автомобилистов в гаражах, закрытых стоянках и внутри автомобилей (при утечке в салон), при плохой вентиляции. Также бывали случаи отравления выхлопными газами в квартирах домов, находящихся вблизи автостоянок (вдыхание выхлопных газов приводит к накоплению токсичных веществ в организме человека). Для борьбы с такими случаями вводятся строительные нормы вентиляции стоянок и сооружений, связанных с эксплуатацией и обслуживанием автомобилей.

Пути снижения выбросов и токсичности

Стимулом к сокращению объёмов предполагается заинтересованность в сокращении расхода топлива (крупная статья расходов в автомобильном транспорте).

  • Колоссальное влияние на количество выбросов (не считая сжигания топлива и времени) играет организация движения автомобилей в городе (значительная часть выбросов происходит в пробках и на светофорах[источник не указан 120 дней]). При удачной организации возможно применение менее мощных двигателей, при невысоких (экономичных) промежуточных скоростях.
  • Существенно снизить содержание углеводородов в отходящих газах, более чем в 2 раза, возможно применением в качестве топлива попутных нефтяных (пропан, бутан), или природного газов, при том, что главный недостаток природного газа — низкий запас хода, для города не столь значим.
  • Кроме состава топлива, на токсичность влияет состояние и настройка двигателя (особенно дизельного — выбросы сажи могут увеличиваться до 20 раз и карбюраторного — до 1,5—2 раз изменяются выбросы окислов азота).
  • Значительно снижены выбросы (снижен расход топлива) в современных конструкциях двигателей с инжекторным питанием стабильной стехиометрической смесью неэтилированного бензина с установкой катализатора, газовых двигателях, агрегатах с нагнетателями и охладителями воздуха, применением гибридного привода. Однако подобные конструкции сильно удорожают автомобили.
  • Испытания SAE показали, что эффективный способ снижения выбросов окислов азота (до 90 %) и в целом токсичных газов — впрыск в камеру сгорания воды.

Законодательное регулирование

  • Контролируется качественный состав изготавливаемого и реализуемого топлива (в России это стандарты на топливо, региональные требования, в Европе — нормативы ЕВРО).
  • Предусмотрен контроль за состоянием и регулировками автомобилей. В России является обязанностью органов технического осмотра ГАИ периодически контролировать доли оксидов углерода и углеводородов в выхлопе на двух частотах вращения, состояние предусмотренных систем нейтрализации на бензиновых двигателях (по ГОСТ Р 52033-2003), на газобаллонных (по ГОСТ Р 17.2.02.06-1999) и дымность на дизельных двигателях (по ГОСТ Р 52160-2003).
  • В России вводятся повышенные ставки транспортного налога на мощность двигателя автомобиля.
  • Топливо облагается специальными акцизами.
  • Предусмотрены нормативы на выпускаемые автомобили. В России и европейских странах приняты стандарты ЕВРО, задающие как токсичность, так и количественные показатели, например:
    • По Евро-3 выбросы: СН до 0,2 г/км, CO до 2,3 г/км и NOy до 0,15 г/км
    • По Евро-4 выбросы: СН до 0,1 г/км, CO до 1,0 г/км и NOy до 0,08 г/км
  • В некоторых регионах вводятся ограничения на движение большегрузного автотранспорта (например в г.Москве).

Считается[кем?], что распространение подобных норм и ограничений на территории с нормальной экологической обстановкой создаёт излишние затраты.

См. также

Примечания

Ссылки

Состав выхлопных газов автотранспорта

Влияние выхлопных газов на здоровье человека

dic.academic.ru

Усовершенствование системы выпуска / Статьи от клуба АЗЛК.нет / Статьи

Конструкция выпускной системы играет заметную роль при увеличении мощности двигателя. Под выпускной системой понимается весь выпускной тракт от выпускного канала до конца выпускной трубы. Любое сопротивлению потоку отработавших газов на этом пути уменьшает мощность и экономичность двигателя, так как обратное давление в выпускной системе создает сопротивление поршню в такте выпуска.

Поток выхлопных газов начинается у выпускного клапана и конструкция выпускного канала должна обеспечивать минимальное сопротивление и соответствующую скорость, необходимые для удаления отработавших газов в момент перекрытия клапанов. Доработка выпускного канала в головке блока цилиндров для улучшения характеристик системы выпуска производится аналогично обработке впускных каналов ГБЦ и рассмотрена в разделе «Улучшение наполнения цилиндров бензовоздушной смесью». Для улучшения характеристик выпускных каналов в ГБЦ целесообразно удалить излишки металла из областей максимальной скорости, не опуская при этом чрезмерно нижнюю часть канала, удалить выступы около седел клапанов, уменьшить размеры выступающей части направляющих втулок клапанов, установить бронзовые направляющие втулки и обеспечить хорошее прилегание клапанов.

Улучшить очистку камеры сгорания от выхлопных газов также возможно установкой выпускных клапанов большего диаметра. Однако при этом необходимо соблюдать определенную пропорцию. Многочисленные эксперименты показали, что при применении в головке блока цилиндров клапанов больших размеров оптимальный поток через выпускной клапан должен составлять примерно 75% от потока через впускной клапан [19]. Если двигатель оснащен турбонаддувом или системой впрыска окиси азота, это соотношение увеличивается до величины 90%.

В любом случае к усовершенствованию системы выпуска отработавших газов целесообразно приступать лишь после того, как использованы остальные методы увеличения мощности двигателя. Стандартная система выпуска обычного двигателя в большинстве случаев обеспечивает достаточную эффективность очистки цилиндров и как правило имеет значительный запас производительности. При умеренной форсировке двигателя этого запаса бывает вполне достаточно для нормальной очистки камеры сгорания от выхлопных газов. Если система выпуска обеспечивает достаточную очистку камеры сгорания, то ее дальнейшее улучшение не приведет к сколько-нибудь заметному улучшению мощностных характеристик. Поэтому прежде, чем приступать к работам по системе выпуска, следует оценить ее целесообразность. Для этого измеряется обратное давление выпускных газов в разных точках выпускного тракта, что позволяет определить необходимость усовершенствования его тех или иных звеньев. Для этого перед резонатором (или перед катализатором, если он установлен) и перед глушителем в выпускных трубах ввариваются отборочные штуцеры для отбора выхлопных газов. Целесообразно использовать штуцеры с резьбой и формой канала аналогичные штуцерам тормозных трубок. После завершения измерений в штуцеры завинчиваются пробки-заглушки. Эти пробки желательно изготовить из латуни, чтобы обеспечить их свободное отворачивание в процессе эксплуатации. Для измерений в штуцер заворачивается тормозная трубка длиной 400-500 мм, которая будет рассеивать избыточное тепло. На обратный конец трубки надевается резиновый шланг, с другой стороны подсоединяемый к манометру с диапазоном измерений до 1 кг/с м³ . Необходимо следить, чтобы шланг не касался деталей выпускной системы.

Обратное давление измеряется при разгоне автомобиля с полностью открытой дроссельной заслонкой. Давление по манометру определяют во время разгона при росте оборотов и записывают эти значения при разных значениях оборотов. Если значения обратного давления при работе с полностью открытой дроссельной заслонкой превышают 0,35 кг/с м³ в какой-либо области оборотов, то выпускная система нуждается в доработке [19].

Для усовершенствования выпускной системы проводят изменение конструкции и формы выпускных труб и замену глушителей. Каждый изгиб выпускной трубы увеличивает обратное давление и таким образом уменьшает мощность двигателя. Для снижения этого эффекта в местах сгибов желательно использовать трубы большего диаметра. Радиусы изгибов следует выполнять также как можно большими. Любые внутренние неровности в трубах также увеличивают обратное давление.

Немаловажное значение имеет имеет конструкция выпускного коллектора. Импульсы выпуска из разных цилиндров, взаимодействуя с потоком выхлопных газов, образуют сложную динамическую структуру. Движущаяся масса газов имеет значительную инерцию. Эта инерция при правильной настройке выпускного коллектора втягивает дополнительную топливовоздушную смесь через открытые впускные и выпускные клапаны при перекрытии клапанов. Кроме этого, когда происходит выброс порции отработавших газов из системы, образуется ударная волна, также позволяющая втянуть дополнительную порцию топливовоздушной смеси в момент перекрытия клапанов. Когда выпускной клапан открывается, выхлопные газы устремляются в выхлопную трубу и образуется импульс давления, движущийся со скоростью звука. Этот импульс достигает конца выпускной трубы и образует отраженную волну с давлением ниже атмосферного. Обратная волна движется назад к выпускному клапану также со скоростью звука (зависящей от температуры и имеющей в данном случае значение 350-400 м/сек [19]). Путем изменения длины первичной трубы коллектора можно изменять время, требуемое для возврата волны к выпускному клапану, таким образом можно подобрать это время для определенных оборотов двигателя так, чтобы волна возвращалась к моменту открытия выпускного клапана при перекрытии клапанов и вызывала втягивание топливовоздушной смеси через еще не закрытый впускной клапан. Регулировка длины выпускного коллектора для оптимизации продувки обратной волной называется резонансной настройкой. Такая настройка обеспечивает нужное время возврата импульса в узком диапазоне оборотов двигателя. Если труба относительно короткая, то резонансный эффект наступает на высоких оборотах, а если труба длинная — в области низких оборотов.

Естественно, что для достижения резонансного эффекта во всех цилиндрах длины всех труб от разветвителя до выпускного клапана в разных цилиндрах должны быть одинаковы, а соединение труб от цилиндров в приемную трубу для четырехцилиндрового двигателя выполняться в одном месте. Характеристики выпускной системы в значительной степени определяются характеристиками распределительного вала, определяющего, в какой области оборотов двигателя будут достигаться максимальная мощность и крутящий момент. Для работы двигателя на высоких оборотах выпускная система должна иметь выпускной коллектор с трубами большого диаметра и относительно короткие приемные трубы. Для повседневной эксплуатации и улучшения топливной экономичности необходимы выпускные коллекторы с трубами небольшого диаметра и длинные приемные трубы.

Ниже показан пример исполнения настроенного выпускного коллектора для двигателя УЗАМ, сваренного из стальных труб:

Следующим элементом настройки выпускной системы является глушитель. Стандартный глушитель имеет объемный корпус и разнесенные входящую и выходящую трубы, между которыми расположена звукопоглощающая конструкция. Глушители по типу глушения имеют 3 основных типа: ограничители, поглотители и отражатели. Уменьшение шума в большинстве стандартных глушителей достигается созданием ограничения потоку выхлопных газов, что практически достигается продавливанием этих газов через большое количество отверстий малого диаметра. Такие глушители создают большое обратное давление. Глушители, работающие на поглощении, преобразуют звуковые волны в тепло при взаимодействии с поглощающим материалом. Этот метод создает меньшее обратное давление, но менее эффективно заглушает шум. Возможно также глушение шума при отражении звуковых волн от внутренних перегородок глушителя. Хорошие глушители сочетают методы отражения и поглощения.

В настоящее время широкое применение получили так называемые «прямоточные» глушители, имеющие сквозную трубу от входа к выходу и отверстия, пробитые в этой трубе под определенным углом, разрывающими поток выхлопных газов. Степень глушения шума в таких глушителях как правило ниже, чем в традиционных глушителях, к тому же существенно зависит от потока выхлопных газов, поэтому необходимо тщательно подбирать прямоточные глушители в соответствии с характеристиками потока выхлопных газов конкретного автомобиля. Есть большой выбор прямоточных глушителй, нпример, Powerfull, Remus и других.

В заключение необходимо отметить, что глушитель повседневно эксплуатируемого автомобиля должен соответствовать своему названию, т.е. глушить шум от выпуска отработавших газов двигателя. В последнее время широкое распространение получило применение на обычных автомобилях так называемых «спортивных» глушителей, по сути зачастую являющихся просто трубой с красивой хромированной насадкой, распугивающих незадачливых прохожих и соседние машины и будящий спокойно спящих дома граждан среди ночи, проносясь с оглушительным ревом по узкой дворовой дорожке на скорости 140 км/час. Ясно, что такие «конструкции» практически не улучшают мощностных характеристик двигателя, а их использование — не более чем не слишком удачный способ обратить на себя внимание любой ценой, а по сути — просто показатель отсутствия внутренней (и внешней) культуры его владельца.

azlk-team.ru

Три цвета выхлопных газов – AMSRUS

Июль 27 17:37 2014 by Suprotec

Владельцам автомобилей известно, что иногда любимое транспортное средство вдруг начинает вести себя «не так». Одним из симптомов, которые обнаруживаются невооруженным взглядом и могут обеспокоить чуткого владельца, является дым из выхлопной трубы. Эта статья, конечно, не претендует на то, чтобы быть исчерпывающим руководством по диагностике неисправностей, но может дать хотя бы некоторое представление о том, в каком направлении начинать волноваться.

Дым из выхлопной трубы можно условно разделить на белый, синий и черный. Для получения дыма других цветов вам понадобится не двигатель внутреннего сгорания, а какой-нибудь другой агрегат.

Белый дым, по существу, является не дымом, а водяным паром. При сгорании топлива в двигателе всегда образуется некоторое количество водяного пара, который частично конденсируется в непрогретой выпускной системе и становится видимым. Чем холоднее автомобиль, тем более плотным получается пар. Это совершенно нормальное явление: кто же не видел, как зимой автомобили окутываются белесым облаком?

Тревожным симптомом становится видимый белый пар, идущий из трубы автомобиля при теплой погоде и хорошо прогретом двигателе. Это может быть связано с попаданием охлаждающей жидкости в камеры сгорания. Иногда такой пар становится сизого оттенка и напоминает «масляный» дым. Однако в отличии от него пар быстро рассеивается в воздухе. Убедится в том, что это именно пар, можно приложив к трубе лист белой бумаги: влага, попавшая на бумагу, постепенно высохнет, не оставляя маслянистого следа.

Охлаждающая жидкость может попадать в зону сгорания топлива разными путями: через прокладку головки блока, через микротрещины в блоке цилиндров и другими. Тем же путем в обратную сторону проникают выхлопные газы в систему охлаждения. Все это отражается на охлаждающей жидкости: ее уровень в расширительном бачке понижен, а при работающем двигателе в бачке можно заметить всплывающие пузыри газа.

При некоторых неисправностях, например, если жидкость попадает в цилиндры из-за негерметичности прокладки впускного коллектора, газы в расширительном бачке не образуются. Однако в любом случае охлаждающая жидкость попадает в масло и постепенно превращает его в эмульсию, что, разумеется, не улучшает его смазочных свойств.

Все вышеописанное означает, что машину самое время показать специалистам по ремонту. Описанные дефекты быстро прогрессируют по мере использования автомобиля, ухудшая свойства масла, что в свою очередь приводит к разрушению различных узлов двигателя и в конечном итоге к его выходу из строя.

Черный цвет выхлопа получается, когда в нем в большом количестве появляются частицы сажи, которая в свою очередь образуется из-за неполного сгорания топлива в двигателе. Такой дым особенно отчетливо виден на светлом фоне (постарайтесь, чтобы этим фоном не оказался белоснежный борт соседского внедорожника).

Неполное сгорание является следствием перенасыщения топливовоздушной смеси. Подтверждением этого могут являться такие симптомы как повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя, потеря мощности.

В разных конструкциях двигателей к этому могут привести различные причины. В карбюраторных двигателях это могут быть неисправности игольчатого клапана или воздушных жиклеров. В двигателях с электронным впрыском – некорректная работа датчиков контроля топливной системы или негерметичность форсунок. В дизелях – дефекты насоса высокого давления или неправильной настройке впрыска топлива.

Общей причиной переобогащения смеси может быть и снижение компрессии двигателя. В этом случае в смесь не поступает достаточной количество воздуха, а значит удельное количество топлива возрастает, что приводит к тому, что часть его не сгорает в цилиндрах двигателя.

Загрязнение окружающей среды и расход топлива не единственные последствия неполного сгорания топлива. Это крайне негативно сказывается и на состоянии моторного масла. Оно насыщается частицами сажи, которые распространяясь по каналам смазки активно загрязняют двигатель и масляные фильтры, что приводит к нарушению теплового обмена. А это, в свою очередь, чревато прогаром поршней или клапанов, а значит и гораздо более серьезным ремонтом. Чем быстрее автомобиль с черным дымным хвостом возьмет курс на ремонтные мастерские, тем дешевле отделается владелец.

Наконец, синий дым, во всем спектре оттенков от сизого до бледно голубого свидетельствует о том, что в цилиндрах двигателя горит не только топливо, но и проникающее туда масло. Подтвердить догадку может все тот же простенький тест с листом бумаги у выхлопной трубы: в этот раз на ней будут появляться масляные пятна.

Причины масляных протечек в камеру сгорания топлива в основном связаны с износом деталей: изменение формы гильзы цилиндров, повреждения поршневых колец, увеличенные зазоры между стержнями клапанов и направляющими втулками и так далее. Разбираться, что именно подлежит ремонту лучше поручить специалисту. Важно лишь вовремя обратить внимание на появившийся дым.

При небольших износах дым может появляться только при запуске холодного двигателя. При последующем нагревании детали расширяются и зазоры приходят в норму и двигатель работает нормально. При больших износах все происходит наоборот, по мере прогрева дым становится все плотнее. Это объясняется тем, что горячее масло имеет меньшую вязкость и легче проникает через «нештатные» зазоры, которые уже не могут прийти в норму только за счет расширения металла.

Во всех описанных выше случаях автомобиль может двигаться еще некоторое время, продолжительность которого зависит от характера неисправности и еще множества условий. Продлить этот период может обработка двигателя средствами, которые восстанавливают поверхностный слой деталей в условиях трения, в первую очередь в цилиндро-поршневой группе. Такие средства, как например геомодификаторы, помогают защитить масло от попадания в него топлива, охлаждающей жидкости или частиц сажи. Кроме того, восстановленная поверхность способна удерживать более плотный масляный слой, что до некоторой степени компенсирует снижение рабочих свойств масла. А это в свою очередь предохраняет другие узлы и механизмы от повреждения.

Такие средства не являются панацеей и не могут заменить ремонта неисправности приводящей к появлению дыма из выхлопной трубы, но могут помочь избежать более значительных неприятностей.

Бороздя дорожные просторы, не забывайте поглядывать назад – какого цвета шлейф тянется за вашей чудо-птицей!

amsrus.ru

Определение неисправностей двигателя по цвету выхлопных газов

Многие опытные водители знают, что диагностировать некоторые неисправности автомобиля можно по цвету выхлопных газов. Если при работе двигателя выхлопная труба начала выпускать дым различных цветов – от белогодо черного, это явный признак наличия неисправностей в работе автомобиля.

И здесь главное своевременно среагировать на тревожные знаки, выявить и устранить возможные неисправности или поломки, чтобы избежать проведения серьезного и дорогостоящего ремонта.

Сегодня мы попытаемся разобраться в том, какие виды неисправностей можно диагностировать по цвету выхлопных газов на примере инжекторного и карбюратного бензинового двигателя.

Но перед тем как перейти к рассмотрению неисправностей, надо сказать о некоторых общих моментах.

Прежде всего, стоит отметить, что в момент завода автомобиля в холодную погоду, белый дым – это абсолютно нормальное явление, при условии, что он пропадает, когда двигатель хорошенько прогреется. Причина белесого дымка – пар, образовавшийся от сгорания конденсата, образовавшегося в топливной системе автомобиля.

Так жене является неисправностью едва заметный белый дымок, выходящий из выхлопной трубы в мороз. Впрочем, в сильный мороз этот дымок может быть достаточно хорошо заметен, но это тоже вполне нормальное явление, так же, как и пар изо рта при выдыхании теплого воздуха.

При этом важно уметь отличать пар от белого дыма. Сделать это достаточно легко, пар полупрозрачен и быстро рассеивается после выхода из трубы.Дым же более плотный и тянется шлейфом, быстро рассеиваясь лишь при наличии ветра.

Но дым из выхлопной трубы может быть не только белым. Он так же может быть и черным,и синеватым,и сизым.

Цвет дыма меняется в зависимостиот качества топливной смеси (как правило, переобогащение топливом), а так жеот того, что примешалось к топливной смеси при работе двигателя. А это может быть моторное масло или охлаждающая жидкость. Эти примесине сгорают полностью в цилиндрахи окрашивают выхлоп в различные цвета.

Очевидно, что за некачественную подготовку топливной смеси отвечает механизм топливоподачи. А попаданиев цилиндры посторонних жидкостей говорит о чрезмерном износе отдельных деталей поршневой группы.

Но не все так однозначно. Например, ситуация может развиваться по такому сценарию: сломалась система охлаждения двигателя, который начинает периодически перегреваться. Это влечетза собой пригорание поршневых колец, которые начинают пропускать в цилиндр масло и появляется дым из выхлопной трубы.

Можно заменить кольца, на какое-то время дым прекратится, но еслине устранить первопричину – плохую работу системы охлаждения, то через некоторое время неисправность даст о себе знать снова, дым опять появится.

То есть дым из выхлопной трубы чаще всего говорит о том, что есть серьезные проблемы с двигателем,а именнос системойтопливо-подачи или охлаждения, но для того чтобы точно определить, в чем первопричина, придется проанализировать и сопоставить все имеющиеся факты.

Для примера рассмотрим несколько возможных ситуаций…

Инжекторный двигатель

О наличие неисправностей или поломок в двигателе инжекторного типа, оснащенного системой впрыска, выхлопная система автомобиля сигнализирует выводом черного, синего или белого выхлопа.

Черный выхлоп

В двигателях данного типа, как и в карбюраторных аналогах, может происходить образование и вывод выхлопных газов черного цвета. Зачастую эта проблема возникает вследствие подачи слишком богатой топливной смеси.

Подобная неисправность проявляется из-за поломки любого датчика или выходом из строя управляющего блока системы подачи топлива. В данном случае потребуется лишь простая замена датчика (если неисправным оказался он) или замена всего блока управления (более сложная и дорогостоящая операция).

Дополнительными причинами появления черного выхлопа может стать зависание иглы в форсункена системе впуска, постоянная подача небольшого напряжения на рабочий инжектор или же появление возможных неполадок в работе управляющего блока (например, изменение частот передачи импульсов).

Белый или синий (сизый) выхлоп

Часто белый или сизый выхлоп появляется вследствие попадания воды в топливо или масляной смеси в камеру сгорания. Для ДВС, оснащенных системой турбонаддува, появление белых или сизых выхлопных газов зачастую обусловлено поломками основной турбины наддува.

Карбюраторный двигатель

В двигателе карбюраторного типа появление неисправностей проявляется выводом выхлопных газов, также имеющих белый, сизый и черный цвет.

Белый выхлоп

Как и в случаес инжекторными двигателями, в ДВС данного типа белый выхлоп свидетельствует о присутствии воды в топливе. Причин появления воды в топливном баке достаточно много – образование конденсата в баке и в трубопроводах; высокая влажность воздуха при заправке топлива; попадание воды из системы охлаждения.

Среди прочих причин появления белого выхлопа можно назвать снижение герметичности прокладки блочной головки, попадание жидкости-хладагента в топливные цилиндры, утечка воды из системы, которая отвечает за подогрев карбюратора.

В некоторых случаях густой белый дым появляется вследствие плохого прогрева двигателя до нужной температуры, в результате чего часть воды может остаться в выхлопной системе (вот почему для автомобиля очень вредны короткие поездки, особенно в холодную погоду).

Сизый выхлоп

Выхлоп сизого или синего цвета появляется в результате попадания некоторого количества масла в камеру сгорания. Часто это может быть связано с изношенностью цилиндров и поршней топливной системы ДВС.

Степень изношенности деталей определяется при помощи измерения уровня компрессии. Если уровень компрессии соответствует установленным значениям, следовательно, за образование сизого выхлопа отвечают клапанные уплотнители – втулки и манжеты.

Часто сизый выхлоп проявляется вследствие залегания, поломки или износа маслосъемных поршневых колец.

К наиболее вероятными причинам вывода сизых выхлопных газов также можно отнести снижение упругости манжет и колецво втулкахи тарелках клапанов; высокую степень износа клапанных седел и основных деталей цилиндров и поршней; завышенный уровень масла в картере;а также применение топлива низкого качества с масляными примесями.

Черный выхлоп

Выхлоп черного цвета в карбюраторных двигателях образуется в результате недостаточного сгорания топливной смеси с образованием густой сажи. Основной причиной подобного явления является подача слишком обогащенной топливной смеси в карбюратор.

К дополнительным причинам вывода черных выхлопных газов из выхлопной системы можно отнести высокий уровень топлива в камере поплавкового типа; плохо открытая заслонка для подачи воздуха; присутствие засорений в жиклере; изношенность отверстий жиклеров; применение жиклеров неподходящих размеров и типов; поломка клапана системы холостого хода; неисправность в работе свечей зажигания.

Конечно, это лишь несколько вероятных причин, из-за которых может появиться дым из выхлопной трубы, но главное – теперь вы знаете,в каком направлении нужно копать, чтобы докопаться до истинной причины появления неисправности.

autosam.su

Выхлопные системы двигателей внутреннего сгорания

Я уже писал о резонансных глушителях — «дудках» и «маффлерах/муфлерах» (моделистами используется несколько терминов, производных от английского «muffler» — глушитель, сурдинка и т.д). Почитать об этом можно в моей статье «А вместо сердца — пламенный мотор».

Наверное, стоит поговорить подробнее о выхлопных системах ДВС в целом, чтобы научиться разделять «мух от котлет» в этой не простой для понимания области. Не простой с точки зрения физических процессов, происходящих в глушителе после того, как двигатель уже завершил очередной рабочий такт, и, казалось бы, сделал свое дело.Далее речь пойдет о модельных двухтактных двигателях, но все рассуждения верны и для четырехтактников, и для двигателей «не модельных» кубатур.

Напомню, что далеко не каждый выхлопной тракт ДВС, даже построенный по резонансной схеме, может дать прирост мощности или крутящего момента двигателя, равно как и уменьшить уровень его шума. По большому счету, это два взаимоисключающих требования, и задача конструктора выхлопной системы обычно сводится к поиску компромисса между шумностью ДВС, и его мощностью в том или ином режиме работы.Это обусловлено несколькими факторами. Рассмотрим «идеальный» двигатель, у которого внутренние потери энергии на трение скольжения узлов равны нулю. Также не будем учитывать потери в подшипниках качения и потери, неизбежные при протекании внутренних газодинамических процессов (всасывание и продувка). В итоге, вся энергия, высвобождаемая при сгорании топливной смеси, будет расходоваться на:1) полезную работу движителя модели (пропеллер, колесо и т.д. Рассматривать КПД этих узлов не будем, это отдельная тема).2) потери, возникающие при еще одной цикличной фазе процесса работы ДВС — выхлопе.

Именно потери выхлопа стоит рассмотреть более детально. Подчеркну, что речь идет не о такте «рабочий ход» (мы условились, что двигатель «внутри себя» идеален), а о потерях на «выталкивание» продуктов сгорания топливной смеси из двигателя в атмосферу. Они определяются, в основном, динамическим сопротивлением самого выхлопного тракта — всего того, что присоединяется к картеру мотора. От входного до выходного отверстий «глушителя». Надеюсь, не надо никого убеждать в том, что чем меньше сопротивление каналов, по которым «отходят» газы из двигателя, тем меньше нужно будет потратить усилий на это, и тем быстрее пройдет процесс «газоотделения».Очевидно, что именно фаза выхлопа ДВС является основной в процессе шумообразования (забудем о шумах, возникающем при всасывании и при горении топлива в цилиндре, равно как и о механических шумах от работы механизма — у идеального ДВС механических шумов просто не может быть). Логично предположить, что в таком приближении общий КПД ДВС будет определяться соотношением между полезной работой, и потерями на выхлоп. Соответственно, уменьшение потерь на выхлоп будет повышать КПД двигателя.

Куда расходуется энергия, теряемая при выхлопе? Естественно, она преобразуется в акустические колебания окружающей среды (атмосферы), т.е. в шум (разумеется, имеет место и разогрев окружающего пространства, но мы об этом пока умолчим). Место возникновения этого шума — срез выхлопного окна двигателя, где происходит скачкообразное расширение отработанных газов, которое и инициирует акустические волны. Физика этого процесса очень проста: в момент открытия выхлопного окна в маленьком объеме цилиндра находится большая порция сжатых газообразных остатков продуктов сгорания топлива, которая при выходе в окружающее пространство быстро и резко расширяется, при этом и возникает газодинамический удар, провоцирующий последующие затухающие акустические колебания в воздухе (вспомните хлопок, возникающий при откупоривании бутылки шампанского). Для уменьшения этого хлопка достаточно увеличить время истечения сжатых газов из цилиндра (бутылки), ограничивая сечение выхлопного окна (плавно приоткрывая пробку). Но такой способ снижения шума не приемлем для реального двигателя, у которого, как мы знаем, мощность прямо зависит от оборотов, следовательно — от скорости всех протекающих процессов.Можно уменьшить шум выхлопа другим способом: не ограничивать площадь сечения выхлопного окна и времени истечения выхлопных газов, но ограничить скорость их расширения уже в атмосфере. И такой способ был найден.

Еще в 30-х годах прошлого века спортивные мотоциклы и автомобили начали оснащать своеобразными конусными выхлопными трубами с маленьким углом раскрыва. Эти глушители получили название «мегафонов». Они незначительно снижали уровень выхлопного шума ДВС, и в ряде случаев позволяли, также незначительно, увеличить мощность двигателя за счет улучшения очистки цилиндра от остатков отработанных газов за счет инерционности газового столба, движущегося внутри конусной выхлопной трубы.

Расчеты и практические опыты показали, что оптимальный угол раскрыва мегафона близок к 12-15 градусам. В принципе, если сделать мегафон с таким углом раскрыва очень большой длины, он будет достаточно эффективно гасить шум двигателя, почти не снижая его мощности, но на практике такие конструкции не реализуемы из-за очевидных конструктивных недостатков и ограничений.

Еще один способ снижения шума ДВС заключается в минимизации пульсаций отработанных газов на выходе выхлопной системы. Для этого выхлоп производится не непосредственно в атмосферу, а в промежуточный ресивер достаточного объема (в идеале — не менее чем в 20 раз превышающий рабочий объем цилиндра), с последующим выпуском газов через относительно маленькое отверстие, площадь которого может быть в несколько раз меньше площади выхлопного окна. Такие системы сглаживают пульсирующий характер движения газовой смеси на выходе из двигателя, превращая его в близкий к равномерно-поступательному на выходе глушителя.

Напомню, что речь в данный момент идет о глушащих системах, не увеличивающих газодинамическое сопротивление выхлопным газам. Поэтому не буду касаться всевозможных ухищрений типа металлических сеток внутри глушащей камеры, перфорированных перегородок и труб, которые, разумеется, позволяют уменьшить шум двигателя, но в ущерб его мощности.

Следующим шагом в развитии глушителей были системы, состоящие из различных комбинаций описанных выше способов глушения шума. Скажу сразу, в большинстве своем они далеки от идеала, т.к. в той или иной степени увеличивают газодинамическое сопротивление выхлопного тракта, что однозначно приводит к снижению мощности двигателя, передаваемой на движитель.

Страницы: 1 2 3 4 5 6

valentinych.ru


Смотрите также