1.1.Факторы, влияющие на токсичность отработавших газов двс

На токсичность отработавших газов (ОГ) влияет ряд факторов: состав горючей смеси, конструктивное совершенство систем ДВС, качество изготовления деталей и сборки, использование специ­ального оборудования для нейтрализации токсичных веществ в отработавших газах. Наиболее вредными считаются оксиды азота, обозначаемые условно , оксид углерода (СО) и углеводороды (СН) (несгоревшее топливо).

На ДВС используется ряд локальных систем автоматического управления концентрацией названных выше компонентов в отра­ботавших газах. С применением на современных ДВС системы впрыска топлива и микропроцессорной системы управления от­крываются широкие возможности управления составом ОГ.

В настоящее время значительно снижаются выбросы токсич­ных веществ при использовании на автомобиле «гибридной» си­ловой установки. Установка включает в себя ДВС, электрогенера­тор и аккумуляторную батарею достаточно большой емкости. В такой установке ДВС частично или полностью передает энергию элект­рогенератору, что позволяет стабилизировать режим работы ДВС. Использование электропривода и батареи позволяет компенсиро­вать увеличение нагрузок в переходных режимах.

1.2.Рециркуляция отработавших газов

Если часть отработавших газов из системы выпуска направить во впускной трубопровод, то изменяется состав горючей смеси и концентрация топлива уменьшается. Это приводит к понижению максимальной температуры в цилиндрах двигателя и количества кислорода в горючей смеси, что способствует уменьшению образования и снижению их концентрации в ОГ. Чрезмерно боль­шая доза отработавших газов в канале рециркуляции вызывает увеличение выбросов углеводородов и ухудшает топливную эко­номичность ДВС, рециркуляция ОГ наиболее эффективна на ре­жимах частичных нагрузок, когда максимальная температура сме­си при сгорании довольно высока и в ней имеется избыток кис­лорода. Поэтому для управления рециркуляцией используется си­стема автоматического регулирования расхода ОГ, поступающих в цилиндры двигателя в зависимости от нагрузки на двигатель.

Система регулирования рециркуляции отработавших газов (приложение А) содержит датчик разрежения во впускном трубопро­воде РЕ, устройство управления и сравнения CY, задающее уст­ройство Z, исполнительное устройство М и клапан В. Отработав­шие газы поступают во впускной трубопровод за дроссельной зас­лонкой. В таких системах могут использоваться механические, элек­трические и электронные элементы. На холостом ходу и самых малых нагрузках давление и температура в цилиндре малы, а смесь в нем содержит большое количество остаточных газов. Выброс невелик и необходимости в рециркуляции на этих режимах нет. По мере увеличения нагрузок до средних и близких к полным, характерных для режимов разгона и дающих наибольшие выбро­сы , количество перепускаемых газов должно постепенно уве­личиваться. На режиме полной нагрузки рециркуляцию целесооб­разно прекратить, чтобы не падала мощность двигателя. Это прак­тически не влияет на суммарный выброс окислов азота, так как время работы двигателя с полностью открытой дроссельной зас­лонкой невелико, особенно в городских условиях. Кроме того, на режимах полной нагрузки карбюратор приготавливает обогащен­ную смесь, в которой почти нет излишнего кислорода, что сни­жает образование окислов азота.

Конструктивная схема пневмо­механической системы регулирова­ния рециркуляции отработавших газов (приложение Б). Воздух, поступающий в смеситель­ную камеру карбюратора 1 и име­ющий давление ниже атмосферно­го, через заборное отверстие 2, рас­положенное у кромки приоткры­той дроссельной заслонки 3, под­водится к мембране 9. Мембрана воспринимает сигнал и преобразует его в перемещение штока 8, свя­занного с профилированным за­порным клапаном 7. Он образует с седлом кольцевую щель для прохода отработавших газов из выпускного коллектора 5 через каналы 6 и 10 во впускной трубопровод 4. Роль задающего устройства вы­полняет пружина. На холостом ходу в заборном отверстии разре­жения нет, клапан рециркуляции закрыт и, несмотря на большой перепад давлений между впускным и выпускным коллекторами, перепуска ОГ не происходит.

В процессе открытия дроссельной заслонки в заборном отвер­стии образуется низкое давление, которое воздействует на мемб­рану. Мембрана преодолевает заданное сопротивление пружины и перемещает шток с клапаном. Рециркулирующие газы поступают во впускной трубопровод.

Требуемый закон регулирования рециркуляции ОГ обеспечи­вается подбором расположения заборного отверстия, усилия пру­жины и профиля клапана.

В современных двигателях с микропрограммным контроллером можно реализовать оптимальное дозирование перепускных газов, при этом удается обеспечить не только нормы на выброс токсич­ных веществ, но и хорошие показатели топливной экономичности.