Конструктивные усовершенствования двигателей

Второе направление совершенствования системы зажигания - обеспечение стабильной мощной искры на свече. Это привело к появлению систем зажигания с увеличенным временем разряда или подачей серии искр. Применение транзисторных систем зажигания, обеспечивающих мощный разряд, позволяет снизить содержание CnHm в отработавших газах до 10% с одновременным повышением надежности системы.

Как уже отмечалось, отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания являются не единственным источником загрязнения атмосферы CnHm. Около 35% CnHm попадают в атмосферу с картерными газами и при испарении топлива из карбюратора и топливного бака.

Самым распространенным способом предотвращения попадания в атмосферу CnHm с картерными газами является использование замкнутой системы вентиляции картера.

Отработавшие газы (CnHm), попавшие в картер двигателя внутреннего сгорания, очищаются в маслоотделителе от капелек масла, поступают в воздушный фильтр, а затем в карбюратор, и сгорают в цилиндре. При замкнутой системе вентиляции картера выброс уменьшается на 10-50%.

Для уменьшения испарения топлива на автомобили устанавливается система улавливания паров бензина. Такие системы монтируются на автомобилях ВАЗ, предназначенных для экспорта в Северную Америку. Система улавливания паров бензина работает следующим образом: при неработающем двигателе внутреннего сгорания в случае достижения определенного давления паров в топливном баке они через трехпозиционный клапан поступают в адсорбер, представляющий собой емкость с активированным углем.

В адсорбере пары топлива накапливаются. При работающем двигателе внутреннего сгорания через адсорбер просасывается воздух, который уносит накопившиеся пары топлива во впускную систему двигателя. При работающем двигателе магистраль, связывающая топливный бак и адсорбер, перекрыта.

У автомобиля, оборудованного системой улавливания паров бензина, количество CnHm, попадающего в атмосферу при испарении топлива, уменьшается в 5 раз.

Состав отработавших газов в наибольшей степени определяется техническим состоянием двигателя внутреннего сгорания. На двигатели внутреннего сгорания приходится 84% неисправностей, влияющих на выброс токсичных веществ. Очевидно, что старые автомобили в эксплуатации имеют значительно более высокую токсичность отработавших газов, чем новые. Это объясняется изменением в результате эксплуатации технического состояния и регулировок систем питания и зажигания, газораспределительного механизма, износом цилиндропоршневой группы, отложением нагара на стенках камеры сгорания, увеличением потерь в трансмиссии и сил сопротивления движению.

Поддержание технического состояния автомобиля в период его эксплуатации позволяет значительно уменьшить загрязнение атмосферы продуктами неполного сгорания топлива (в среднем на 30-40% для одного автомобиля). В итоге цифра получается очень значительная, поскольку основную часть парка составляют автомобили со средними и большими пробегами.

Токсичность двигателя с искровым зажиганием можно существенно уменьшить путем совершенствования конструкции и формы камеры сгорания, впускной и выпускной систем двигателя, введения оптимальных регулировок состава смеси и угла опережения зажигания, применения непосредственного впрыска топлива, организации послойного смесеобразования, перепуска отработавших газов во впускную систему, впрыска воды, поддержания двигателя в должном техническом состоянии, рациональной его эксплуатации.

На выделение токсичных веществ двигателем с искровым зажиганием большое влияние оказывает состав смеси и угол опережения зажигания. Подбирая оптимальные в отношении токсичности регулировки указанных параметров, можно значительно уменьшить выделение токсичных веществ. Это в равной мере относится и карбюраторным, и к дизельным двигателям.

Наибольшее количество токсичных веществ двигатель выделяет при ускорении и замедлении автомобиля, а также на режиме холостого хода. Поэтому в первую очередь указанные выше параметры регулируются на этих режимах. Оптимальные регулировки двигателя являются эффективным средством для уменьшения токсичности двигателей (по продуктам неполного сгорания).

Признанным методом уменьшения выделения оксидов азота с отработавшими газами является перепуск части газов во впускную систему двигателя. Концентрация NOx в отработавших газах двигателя зависит от максимальной температуры и наличия свободного кислорода в продуктах сгорания.

Уменьшение выделения NOx с помощью рециркуляции части отработавших газов объясняется понижением максимальной температуры процесса сгорания из-за уменьшения количества топлива, поступающего в цилиндр при рециркуляции, и большей теплоемкости продуктов сгорания по сравнению с теплоемкостью воздуха.

Введение системы рециркуляции несколько ухудшает динамические качества автомобиля. При работе двигателя на этилированном бензине в системе рециркуляции и камере сгорания образуются отложения, которые содержат в основном свинец. Это приводит к нарушению ее нормальной работы.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Еще статьи

Причины наступления цивилизации на природу. Мировой экономический кризис. Структура биосферы
Начавшийся и продолжающийся мировой экономический кризис, нарушение установившегося мирового правопорядка и международного права (признание независимости Косово, нападение Грузии на Южную Осетию в августе 2008 года), в какой-то мере отодвинули на задний план глобальные ...