Тема 3. Электронное управление автомобильным двигателем

Электронная система автоматического управления двигателем (ЭСАУ-Д) со­стоит из датчиков для постоянного контроля за его параметрами и параметрами окружающей среды, электронного блока управления (ЭБУ) на основе микропро­цессора и исполнительных устройств, с помощью которых ЭБУ управляет двига­телем по заложенной в его память программе и в соответствии с информацией от датчиков.

Электронное управление необходимо:

• для удовлетворения высоких требований по экологичности,

• топливной экономичности,

• эксплуатационным характеристи­кам,

• удобству обслуживания и диагностики, предъявляемым к двигателям законодательно и потребителями.

1. Уменьшение загрязнения окружающей среды выхлопными газами

В выхлопных газах содержатся:

• остатки углеводородного топлива (СН),

• окись уг­лерода (СО),

• двуокись углерода (СО₂),

• окислы азота NOx азот (N) и кислород (О₂).

Содержание углеводородов измеряется в частях на миллион по объему (РРМ или млн). Нормально работающий двигатель сжигает в цилиндрах практически все топливо. Допустимое содержание СН должно быть менее 50 РРМ. Бензин яв­ляется канцерогеном.

Окись углерода—неустойчивое химическое соединение, вступающее в реакцию с кислородом, в результате образуется двуокись углерода СО₂. СО —ядовитый газ, вызывает сильное отравление. Уровень СО измеряется в процентах и не должен превышать 0,5%.

Двуокись углерода СО₂—результат соединения углерода с кислоро­дом. Допустимое содержание 12...15%. Высокие значения свидетельствуют о хорошей работе двигателя. Низкий уровень СО₂ говорит о том, что топливно-воздушная смесь (ТВ-смесь) богатая или бедная. Повышение концентрации СО₂ в атмосфере способствует развитию парникового эффекта.

Кислород—в воздухе его 21% и большая часть вступает в реакцию с топливом. Уровень кислорода в выхлопных газах должен быть низким, менее 0,5%.

Группа окислов азота, NOx.

• Окись азота NO — бесцветный газ без вкуса и запаха. При соединении окислов азо­та с углеводородом СН в атмосфере под воздействием солнечных лучей образуется фотохимический смог, вредный для органов дыхания человека;

• Дву­окись азота NOx — рыжеватый газ с кислым едким запахом, слабо токсичен.

2. Экология бензиновых двигателей

При полном сжигании I кг (I л) бензина в 14,7 кг (10 м³) воздуха образуются нетоксичные вещества—вода и двуокись углерода.

Стехиометрическим называется соотно­шение между массой воздуха и топлива равное 14,7:1.

Коэффициентом избытка воздуха , называется отношению фактического состава ТВ-смеси к ее стехиометрическому составу.

• Полное сгорание топлива имеет место при = 1;

• Сгорание богатой ТВ-смеси (<1) приводит к появлению избыточного количества СО, Н₂ и СН;

• Бед­ные ТВ-смеси (> 1) сгорают с образованиемNO₂ и приводят к пропускам вос­пламенения.

3. Каталитический газонейтрализатор

В каталитическом газонейтрализаторе происходят химические реакции, умень­шающие концентрацию токсичных веществ в выхлопных газах:

Катализаторы химических ре­акций – это благородные металлы, нр., платина.

Для нормальной эксплуатации газонейтрализатора требуется поддержание стехиометрического состава ТВ-смеси с высокой точностью — менее 1%, иначе нейтрализатор деградирует (точность дозирования без ЭБУ недостижима). Нейтрализа­тор перерабатывает до 90% токсичных веществ в нетоксичные.