карбюраторных двигателей

При анализе воздействия того или иного мероприятия на уменьшение токсичности О.Г. карбюраторного двигателя необходимо оценивать его эффективность по токсическим компонентам – СО, NO_х и СН.

1. Регулировка карбюратора и угла опережения зажигания. Как следует из рис. 11, при >1 существенно возрастает концентрация СО и СН, при этом даже, когда для двигателя в целом = 1,0, в О.Г. содержится некоторое количество этих токсичных компонентов, что объясняется неравномерностью состава смеси по цилиндрам, наличием в камере сгорания зон с обогащенной смесью.

Рис.11. Изменение состава отработавших газов в зависимости от состава смеси в карбюраторном двигателе

При обеднении смеси выход NO_х сначала растет, что связано с увеличением концентрации в продуктах сгорания свободного кислорода, затем при >1,05÷1,10 в результате падения температуры сгорания образование NO_х уменьшается.

Ввиду сильной зависимости токсичности О.Г. от состава смеси большое значение приобретает своевременная проверка и поддержание рекомендуемых заводом-изготовителем регулировок карбюратора.

Регулировка карбюратора на режиме холостого хода, как это следует из рис. 11, не только существенно влияет на концентрацию СО и СН, но одновременно от состава смеси сильно зависит и стабильность работы двигателя и, в частности его колебания на подвеске. Наименьшая величина средней амплитуды этих колебаний имеет место при =0,8÷0,85, когда наблюдается также минимальная концентрация СН. С обеднением смеси при >0,80÷0,85 выброс СО уменьшается, однако из-за пропусков воспламенения в отдельных циклах сильно возрастает концентрация СН и увеличивается амплитуда колебаний двигателя на подвеске.

Изменение угла опережения зажигания вблизи его оптимального значения (с точки зрения экономичности работы двигателя) почти не влияет на концентрацию СО и СН, однако с ростом концентрация NO_х возрастает и особенно заметно при >1,0.

Отступление от рекомендуемых для данного двигателя углов опережения зажигания в сторону более поздних способствует снижению оксидов азота, но при этом одновременно ухудшаются и экономические показатели. Работа с чрезмерно ранним зажиганием () недопустима, так как при этом увеличивается выброс NO_х и ухудшаются другие показатели.

2. Совершенствование рабочих процессов и смесеобразования. Конструкция камеры сгорания влияет на образование СН: чем меньше отношение поверхности к объему камеры и объем над вытеснителем, тем меньше образуется СН. На концентрацию СО и NO_х эти факторы заметного влияния не оказывают.

Вызывает рост максимальной температуры цикла и приводит также к увеличению отношения поверхности камеры сгорания к ее объему. Первый фактор определяет повышение концентрации NO_х при >1,0, а второй – увеличение выхода СН. Улучшение смесеобразования уменьшает выброс СО в области богатых смесей, но может несколько увеличить концентрацию NO_х на бедных смесях.

3. Применение бензинов с малым содержанием тетраэтилсвинца, переход на газообразные топлива. Снижение или полный отказ от этилирования бензинов позволяет соответственно влиять на выброс соединений свинца и повысить долговечность каталитических нейтрализаторов. Перевод двигателя на газообразное топливо обеспечивает снижение выброса NO_х примерно в два раза, а также дает некоторое уменьшение концентрации СО. Это связано с тем, что при работе на газе возможно эффективное использование более бедных смесей, сгорающих при меньшей температуре, а также снижение неравномерности состава смеси по цилиндрам.

4. Рециркуляция О.Г. Чаще всего О.Г. подаются во впускной трубопровод за дроссельной заслонкой, чтобы не нарушать дозирования смеси карбюратором и избегать образования в нем отложений. Количество О.Г., добавляемых к свежей смеси, необходимо регулировать в зависимости от нагрузки двигателя. Максимальный перепуск должен иметь место при работе на полном дросселе, когда рециркуляция 10-12% О.Г. обеспечивает уменьшение концентрации NO_х примерно в два раза. Иногда при работе с рециркуляцией наряду с уменьшением выброса NO_х немного увеличивается образование СО и СН из-за ухудшения процесса сгорания. Мощностные и экономические показатели двигателя при введении рециркуляции могут несколько снижаться.

5. Нейтрализация О.Г. В карбюраторных двигателях каталитические нейтрализаторы используются не только для окисления СО и СН, но и для нейтрализации NO_х. В последующем случает в той части нейтрализатора, которая предназначена для восстановления NO_х необходимо создать восстановительную среду, т.е. химически связать кислород, находящийся в составе О.Г. С другой стороны, в части нейтрализатора, предназначенной для окисления СО и СН, необходимо обеспечить окислительную среду и с этой целью в нейтрализатор подается воздух, если концентрация кислорода в О.Г. недостаточна.