Глава 13 система выпуска

Система выпуска предназначена для отвода отработавших газов (ОГ). При ее конструировании учитывается также необходимость снижения токсичности и шума процесса выпуска. В системе могут быть размещены также некоторые дополнительные устройства, та- кие, как моторный тормоз, система эжекцни воздухоочистителя, сажеуловитель и др.

Процесс выпуска ОГ является наиболее интенсивным источни- ком шума ДВС. Мощность и спектральный состав акустического излучения процесса выпуска характеризуются высокими их значени- ями; основная доля акустической энергии при этом располагается в наиболее акустически неблагоприятной зоне спектра звуковых волн. Уровень звукового давления в приемной выхлопной трубе форсированного двигателя может достигать 180 дБ.

Процесс выпуска начинается в момент начала открытия выпуск- ного клапана с периода свободного выпуска bf (рис. 13.1) за 30...70° до НМТ и характеризуется надкритическим истечением ОГ. Второй аернод fq завершает процесс отвода ОГ после НМТ. Температура Т, и давление р, в момент начала открытия клапана в значительной

мере определяют характер аку- стического излучения при процес- се выпуска. Максимальная мощ- ность генерируется в период на- ибольшей турбулизации ОГ, ког- да градиент средней скорости в клапанной щели достигает на- ибольшей величины. Суммарная акустическая мощность, излучае- мая на участке выпуска bfq, опре- деляется на основании постоян- ной Лайтхилла, которая пропор- циональна восьмой степени ско- рости газового потока.

Спектральный состав турбу- лентного шума газового потока определяется как статистическая

Рис. 13.1. Индикаторная диаграмма с характерными участками шумообра- зоваяня при выпуске отработавши! га­зов

271

величина. Суммарная его интенсивность /_Е (Вт/м²) и спектральная плотность If связаны между собой соотношением

/x=f/0)d/ (13.1)

о

Наиболее интенсивное излучение акустической энергии системой выпуска происходит на низких частотах; при этом звуковое поле формируется на больших расстояниях от клапана.

В начальный период выпуска струя ОГ распространяется в непо­движной среде и ые занимает все сечение вследствие сжатия струи, поэтому действительная скорость газа на коротком участке за клапанной щелью может существенно превышать скорость звука.

Третий период выпуска ОГ — qd (период выталкивания) — про­исходит практически при постоянном давлении в цилиндре. Интен­сивность вихревого шума на этом участке пропорциональна шестой степени скорости потока (постоянная Е. Я. Юдина).

Четвертый и пятый этапы выпуска — dS и S'г' — происходят в период перекрытия клапанов. Процесс шумообразования в этих зонах газообмена определяется фазами газораспределения и в на­стоящее время изучен недостаточно.

Интенсивность акустического излучения в процессе газообмена определяется как параметрами рабочего процесса, так и особен­ностями конструкции ПДВС. В частности, на характеристики шума влияют плотность газа на выпуске р,_т, противодавление среды Рщ,, в которую происходит истечение, и температура 0>Г.

Суммарная акустическая мощность процесса выпуска W (Вт)_у определяется как

W=W_mit+W_t+W_ap, (13.2)

где W_mB — мощность шума возбуждаемого импульсом давления; W_x — мощность шума от обтекания элементов клапана; W„_Р — мощность шума газовой струи.

Параметры шума турбулентной струи определяются на основа­нии постоянной Лайтхилла — Л = piuiD²l(p_aCl), где р_с и и,. — плотность, кг/м³, и скорость, м/с, газа; D — характерный геомет­рический размер, м; р₀ и С₀ — плотность, кг/м⁵, и скорость, м/с, перемещения окружающей среды, в которую происходит истечение.

Мощность вихревого шума (Вт)

Ж=(АоФ² + А',Ф⁶ + А:₂Ф⁵) F„p,Cl (1-х), (13.3)

где % = (Р.~Р*р)!Р>; ^с = y/nRT_t.

211

В принципе источник шума может быть охарактеризован либо интенсивностью, либо объемной скоростью или переменным давле­нием. Как отмечалось ранее, интенсивность пульсации на выхлопе имеет порядок 180 дБ, а применение теории волн малой амплитуды при величине пульсации более 120 дБ дает значительные погреш­ности. Это означает, что при анализе шумообразования на выхлопе следует уделять серьезное внимание нелинейным акустическим яв­лениям в системе выпуска.

1. ГЛУШИТЕЛИ ШУМА ВЫПУСКА

Система выпуска состоит из приемных труб, системы моторного тормоза, глушителя или его систем, катализатора или сажевого фильтра для дизеля и отводной трубы.

Моторный тормоз, который является обязательным агрегатом современных грузовых автомобилей с дизелями, устанавливают также на грузовые автомобили с карбюраторными двигателями. Моторный тормоз состоит из заслонки, перекрывающей соток ОГ из двигателя и приводимой в действие системой рычагов или соле­ноидом с управлением от педали тормоза. Одновременно прекра­щается подача топлива в цилиндры-двигателя, что в совокупности с изменением фаз газораспределения переводит двигатель в режим работы компрессора. В результате затрат энергии на прохручивание двигателя эффективность торможения автомобиля резко возрас­тает.

Система шумоглушения (рис. 13.2) состоит из двух или трех отдельных резонаторных или комбинированных глушителей для легковых автомобилей и моноблочного глушителя для грузокых. В легковых автомобилях в систему выпуска включается каталити­ческий нейтрализатор, характеристики которого учитываются при оценке заглушающих свойств всей системы. Сажевый фильтр, кото­рый устанавливается на дизели, обычно компонуется с глушителем.

Развитие автомобильной электроники позволяет использовать для снижения шума выпуска полуактивные системы, в конструкции которых используются подвижные элементы, изменяющие геомет­рические размеры системы шумоглушения, а именно активную дли­ну выхлопной трубы. Это позволяет наилучшим образом согласо­вывать заглушающие свойства системы с характером силового возбуждения колебаний в ней. Так, система шумоглушения с на­ибольшей длиной более эффективна на режимах малых частот вращения коленчатого вала двигателя, короткая — иа высоких. В качестве подвижного элемента используется пневматический или электромагнитный клапан либо управляемая заслонка или золот­ник.

Применение полуактивной системы позволяет повысить эффек­тивность шумоглушения на 10 дБ на режимах малых частот враще­ния.

273

Рнс. Ш. Глушители шума выпуска легкового автомобиля (л) и автобуса (6)

Работа более аффективной активной системы шумоглушения основана на принципе подавления шумового излучения акустичес­ким сигналом равнозначного спектрального состава, но поданного в противофазе. Работа такой системы требует значительных энерго­затрат, поэтому целесообразно использовать ее в зоне, где звуковые давления малы, т. с. ближе к хвостовой трубе. Система эффективно работает в широком диапазоне частот и позволяет добиться сниже­ния шума выпуска на 30.. .35 дБ.

Эффективность работы активной системы шумоглушения зави­сит от чувствительности и быстроты действия датчика и элект­ронного блока управления шумоподавляющей системой.

Трубы, соединяющие отдельные элементы системы выхлопа для легковых автомобилей, к которым предъявляются более жесткие

274

требования по уровням акустического излучения, выполняются с двойными стенками.

Выпускные системы автомобилей высшего класса имеют специ­альное термостойкое покрытие из синтетических смол с наполни­телем, которое защищает их от коррозионного и абразивного взно­сов.

Расчет глушителей шума выпуска включает в себя три этапа: I) определение характеристик источника шума, 2) расчет передаточной функции системы выпуска, 3) определение характери­стики излучения.

Основным содержанием расчета передаточной функции является определение амплитудно-частотных характеристик шумоглушащих элементов типа расширительных камер, резонаторов и звукопог­лощающих элементов.

В глушителях в основном используются элементы двух типов: 1) диссипативные, 2) реактивные. Диссипативные элементы преоб­разуют акустическую энергию в теплоту за счет рассеяния энергии при перетекании ОГ через поры в волокнистых материалах.

Основную долю энергии, поглощаемую реактивными элемен­тами, составляют отражение волн и несовпадение импедансов.

Характеристики источников шума выхлопа соотносятся с мас­совым расходом ОГ через систему, характеристика заглушения которой зависит от объема глушителя. Его объем определяется по основным параметрам двигателя:

(13.4)

п

где К= 35 10³ для двигателей гру.оных автомобилей; К~ 50 0' -

для легковых.

Характеристика заглушения зависит от частоты пульсаций, сгла­живанию которых способствуют увеличение количества цилиндров I и возрастание частоты вращения п. При частотах вращения выше 3000 мин"¹ объем глушителя мало сказывается на его характери­стике заглушения, что характерно для двигателя с количеством цилиндров более четырех. При этом шум выхлопа в основном формируется потоком ОГ.

Геометрические размеры глушителей определяют исходя из воз­можного компоновочного пространства. При этом учитывают, что глушители минимального диаметра, как правило, выполняются по однотрубной прямоточной схеме с резонансными камерами.

В случае применения звукопоглощающей набивки возможно уменьшение длины резонансного глушителя, но невысокая эффек­тивность в низкочастотной области сохраняется. Для повышения величины заглушения необходимо применять многокамерный глу­шитель с увеличенным диаметром.

Отношение длины глушителя к его диаметру оказывает сущест-

275

р_ц I р_г венное влияние на величину заглушения

1. ₊._г шума и на диапазон заглушаемых ча-

\Р 9 НУ I стот. Короткий глушитель большего

диаметра дает большую величину заглу-

| р» к. х I стот. Короткий глушитель большего

| р~е^гк~Х ^

_{( {} шения, но в относительно узком диапа-

^vi I— 1 ^v2 зове частот, в то время как глушитель

K=Q x=i с малым диаметром заглушает состав-

ляющие шума в более широком диапа- Рнс. 133. Прямая труба зоне частот, прн этом уменьшается ве- личина заглушения.

Комбинированные глушители представляют собой систему резо- нансных камер, в конструкции которых используются звукопог- лощающие материалы, такие, как стекловолокно, базальтовое во- локно, путанка (стальаая проволока, спресованная брикетами) и ме- таллокерамика.

При расчете глушителей все элементы системы полагают одно- мерными. Простейшим одномерным элементом является труба по- стоянного диаметра с жесткими стенками. Параметры матрицы, описывающей акустические свойства простейшего одномерного эле- мента, определяются из рис. 13.3 как совокупность параметров прямых и отраженных волн:

p(x)=F⁺e*^+x+p-e

(13.5)

ЖГ У \ + -* + ■* - * I

~^р *

где р ,р~ — звуковое давление прямой и обратной волн соответст­венно; fc=a)/c— волновое число; <я — круговая частота; k⁺ = =k/(l+M); k ~k/(l —Л/); M — число Маха; S — площадь попе­речного сечения.

Для вычисления звукового давления р (х) и объемной акустичес­кой скорости V (дс) используют следующие уравнения:

A—Fcos

В=Fipc sio

ш-

^(1з-^б)

^d-^fc°^s Ш-

( мы \ . . ( мы \

_№F-c<^—j.

276

Ряс. 13.4. Расчетная схема: в — сужение хавала, 6 — расширевве кавала, « — боювое ответвление

При расчете выхлопная система делится на'участки, на каждом из которых задается средняя температура, вычисляются параметры матрицы, а затем реализуется «сшивка» всех отрезков с использова­нием уравнения

Линеаризованные уравнения сохранения энергии, массы и коли­чества движения при постоянной температуре имеют следующий вид (рис. 13.4):

где Ар — необратимые потерт давления.

Расчет бокового ответвления через импеданс ответвления Z вы- , ражается как

где Л и Х=шр{' — соответственно активное и реактивное удельные акустические сопротивления горловины; S_t — площадь поперечного сечения горловины; У? — объем полости глушителя; /' — эффектив­ная длина горловины.

Начсредних и высоких частотах расчет по вышеприведенным формулам возможен и для труб малых диаметров. Однако в эле­ментах расширительной камеры на этих частотах моягет возникнуть резонанс поперечных колебаний, что повлияет на условия распрост­

S\M\P\ pcVj — рс УSjMjAp,

(13.8)

($₂ + S’, М ?) _Pt + 2pcM_t У, = (S_l {- S₂MD pi + 1рсМг V₂ + S₂MlA_P,

(13.9)

277

ранения плоской одномерной волны. В этом случае одномерная модель расчета не будет адекватно описывать совокупность колеба­тельных явлений в реальном объекте. В этом случае применяют либо метод модального анализа, либо метод конечных элементов. При модальном анализе газовую среду полагают сплошной и зада­ют такие зависимости звукового давления от координат, которые соответствуют границам камеры.

Метод конечных элементов применительно к расчету глуши­телей может быть использован для моделирования камер любой формы. Основу метода составляет интерпретация объема как сово­купности множества малых элементарных объемов. Для определе­ния звукового давления в каждом элементарном объеме задается

Рис. 13.5. Принципиальная схема расчета системы выпуска отработавших газов и шума глушения

278

приближенное решение низкого порядка точности в виде полинома, в котором неизвестными являются амплитуды. Окончательно дан­ные системы определяются после испытания опытного образца и доводки его конструктивных параметров (рис. 13.5). Лаборатор­ные акустические испытания системы выпуска выполняют с помо­щью искусственных источников звука. Практически акустически* и механические свойства системы оцениваются при испытаниях ад реальном двигателе.

2. НЕЙТРАЛИЗАТОРЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Содержание токсичных компонентов в ОГ двигателей може1 быть снижено за счет термической и каталитической нейтрализации В первом случае речь идет о дожигании СН и СО в СО; и Н_гО. Этот метод эффективен лишь при температуре ОГ выше 700°С. Исполь­зование так называемых термических реакторов позволяет увели­чить время нахождения каждой порции ОГ в зоне высоких тем­ператур. При этом в случае работы двигателя на обогащенной д« а—0,8...0,9 смеси содержание углеводородов в ОГ понижается при­близительно на 50%. Вторичный воздух подается в объем термичес­кого реактора специальным насосом с ременным приводом или за счет использования волновых явлений в системе выпуска. Необ­ходимость организации работы двигателя на обогащенной смеси, существенное увеличение дротнводавления (до двух раз) на выпуске, а также затраты энергии на привод насоса приводят к значитель­ному (до 15%) увеличению расхода топлива.

В двигателях, работающих на обедненных смесях, могут приме­няться так называемые «горячие трубы» или «бедные» реакторы. В них для окисления используется содержащийся в ОГ свободный кислород. Но ввиду относительно невысоких температур процессы окисления протекают медленно, что требует существенного увели­чения объемов реакторов в целях продления времени пребывания ОГ в зоне высоких температур, а также весьма эффективной тепло­изоляции. Для нормальной работы такого реактора требуется изме­нение коэффициента избытка воздуха в весьма узком диапазоне, что позволяет при достаточно высоких значениях температур ОГ со­хранять удовлетворительные ездовые качества автомобиля.

Как показала практика, гораздо более эффективными оказыва­ются способы каталитической нейтрализации ОГ, основанные на понижении энергетического порога протекания химических процес­сов. Катализаторы позволяют приблизительно вдвое понизить тре­буемые для протекания реакций температуры.

Системы каталитической нейтрализации могут классифи­цироваться по следующим признакам:

9 по типу — окислительные (для окисления СО и СН), вос­становительные (для восстановления азота из NO_x) и трех компо­нентные, в которых нейтрализуются СО, СН и N0*;

279

• по назначению — главный и пусковой;

ф по исполнению — одно- и двухкамерные;

ф по типу носителя — с насыпным или монолитным носителем;

ф по материалу носителя — с керамическим или металлическим носителем;

ф по материалу активного каталитического слоя — с благород- ными металлами и обычными материалами;

• по возможности работы с различными топливами — для ра- боты на неэтилированных бензинах и для работы на бензинах с ограниченным содержанием в них свинца.

При прохождении ОГ вдоль покрытых активным каталитичес- ким слоем поверхностей имеют место три основных процесса: ад- сорбция, собственно сами химические реакции и десорбция.

Первоначально наибольшее распространение нашли нейтрализа- торы окислительного типа. Для нормальной работы такого катали- тического нейтрализатора требуется наличие свободного кислоро- да. Если двигатель работает при а>1, то достаточное количество кислорода содержится в ОГ. В общем случае в бензиновых двига- телях дополнительные количества кислорода вводятся в поток ОГ перед каталитическим нейтрализатором с вторичным воздухом. В окислительных нейтрализаторах увеличиваются скорости проте- кания следующих реакций:

H.C_e+(m+!

Н„С+2Н_г0->С0₁+^2 + ^ Н₂

СО+- Oj-COj 2

со+н,о^со₂+н₂

В нейтрализаторах восстановительного типа происходят следу? ющие реакции:

CO + NO-*.¹ N₂ + C0₂

2

Н.С/я+2 + “

H₂ + N0-^N₂+H₂0

Нейтрализаторы чисто восстановительного типа в настоящее время не используются, поскольку для их эффективного применения необходима работа двигателя при а< 1, что ухудшает экономичес­

j NO-bn+y N₂+? H₂0+mC0₂

О2—*тС0₂ "h Н₂0

2

280

кие показатели автомобиля. Точно так же нецелесообразно и ис­пользование двухкамерных нейтрализаторов, в которых одна из ка­мер служит для восстановления NO_x, а вторая — для окисления СО и СН до С0₂ и Н₂0. В подобных системах необходимый для окис­лительных процессов кислород должен подаваться с вторичным воздухом перед второй камерой.

Помимо ухудшения экономических показателей двигателя при его работе на обогащенной смеси к недостаткам подобных систем можно отнести и то обстоятельство, что образующийся в первой

восстановительной камере аммиак 0H₂ + NO-*H₂O+NH₃j во вто­рой камере вновь окисляется с образованием оксидов азота. Даже использование электроники не позволяет устранить присущий этим системам недостаток — окисление аммиака с образованием окси­дов азота во второй камере. Но несмотря на это, суммарное сниже­ние выбросов N0* все-таки составляет 70—80%.

Этого недостатка лишены трехкомпонентные нейтрализаторы. Они обычно выполняются в одном корпусе и способны понижать содержание в ОГ всех трех компонентов: СО, СН и N0*. Иногда их используют также в качестве первой камеры двухкамерных систем. Для нормальной работы трехкомпонентных нейтрализаторов тре­буется поддержание стехиометрического состава поступающей в ци­линдры двигателя смеси, поскольку при а=1 имеют место благо­приятные условия для окисления углерода и водорода топлива в отсутствие избыточного кислорода. В этом случае существующие кислородные датчики (1-зонды) позволяют организовать работу двигателя с использованием обратной связи по составу ОГ. Поэто­му применение подобных нейтрализаторов ограничивается двига­телями с электронными системами впрыскивания или с электронны­ми карбюраторами.

Однако использование трехкомпонентных каталитических ней­трализаторов и без применения А-зондов способно обеспечить пони­жение выбросов токсичных компонентов на 50%. В трехкомпонент­ных каталитических нейтрализаторах протекают все приведенные выше реакции.

Основным недостатком трехкомлонентных нейтрализаторов яв­ляется необходимость организации работы двигателя в очень узком диапазоне изменения коэффициента избытка воздуха, что исключа­ет прямое управление составом смеси. Требуемая точность задания состава смеси достижима лишь при применении замкнутого кон­тура регулирования с корректировкой а по замерам содержания в ОГ свободного кислорода. Снимаемый с А-зондов сигнал скачко­образно изменяется при а=1. Для ускоренного прогрева зонда до рабочих температур (выше 300°С) в современных конструкциях используется их электроподогрев, что обеспечивает более быстрое вступление в работу системы нейтрализации.

281

Учитывая то, что двигатель с треххомпонентным катализатором работает в основном при а=1, экономические показатели автомо- билей, оснащенных подобными системами, несколько ухудшаются в связи с отступлением от предела эффективного обеднения смеси.

Недостатками всех хаталитических нейтрализаторов на основе неблагородных металлов являются их малая эффективность при пуске двигателя и повышенная чувствительность к загрязнению топлива серой. Это является причиной преимущественного исполь- зования в нейтрализаторах дорогостоящих материалов (платины, палладия и родия). Ранее использовались также рутений и иридий. Обычно соотношение платины и родия в трехкомпонентных нейтра- лизаторах составляет 5 : 1. На один нейтрализатор расходуется от 1,5 до 3 г благородных металлов. Вместо платины может исполь- зоваться более дешевый палладий, что ухудшает эксплуатационные характеристики нейтрализатора. На платине протекают окисли- тельные процессы, родни же способствует восстановлению азота из его оксидов.

Конструктивно нейтрализатор состоит из металлического кор- пуса 1 с фланцами (рис. 13.6), в котором находится собственно носитель 2, покрытый активным каталитическим слоем 3. Различа- ют носители насыпные (обычно гранулы на основе керамики), кера- мические монолитные и металлические. В настоящее время насып- ные носители практически не используются ввиду их повышенных гидравлических сопротивлений протеканию ОГ, медленного про- грева и небольшого срока службы вследствие истирания поверх- ностей при вибрациях.

Наибольшее распространение в настоящее время получили носи- тели из термостойкой керамики. Монолит, изготовляемый методом экструдирования (выдавливания), имеет обычно овальную или круг-

лую форму. Он пронизав квадратными каналами (обычно 31, 46, 62, 93 канала или более на 1 см² попереч- ного сечения), расположен ныма по направлению про? текаиия ОГ. Носитель отли- чается малыми значениями коэффициента объемного расширения и благодаря бо- льшому суммарному про- ходному сечению каналов характеризуется незначи- тельными величинами гид- равлических сопротивлений. Недостатком керамических монолитов является их не^ высокая устойчивость про-

Рис. 13.6. Устройство каталитического ней­трализатора

282

тив механических нагрузок. Поэтому, чтобы устранить возможные напряжения, возникающие в результате различных значении коэф­фициентов линейного и объемного расширения керамического носи­теля и металлического корпуса, а также механические воздействия* при езде, между корпусом и носителем размещают эластичную металлическую набивку 3 из высоколегированной проволоки. Вто­рым недостатком керамических носителей является относительно большое время, необходимое для их прогрева до рабочих тем­ператур (выше 250°С).

В настоящее время намечается тенденция ко все более широкому использованию в качестве носителя жаропрочных аустенитньхх ста­лей. Их применяют в виде гофрированной фольги толщиной 0,04...0,05 мм. Фольга свернута в рулон, который припаян к метал­лическому корпусу. Первоначально металлические носители испо­льзовались лишь в пусковых нейтрализаторах. Все более широкое применение металла в качестве носителя объясняется рядом преиму­ществ подобных нейтрализаторов: ф быстрым прогревом до рабо­чих температур; • высокой статической и динамической прочно­стью; ф стойкостью к переменным термическим нагрузкам; ф ма­лым гидравлическим сопротивлением; ф возможностью при малых габаритных размерах реализовать большие активные поверхности при меньших расходах благородных металлов.

Сталь, используемая для изготовления металлической фольги, обычно легируется хромом, алюминием, цирконием и кальцием.

Широкое применение металлических носителей для основных катализаторов ограничено их высокой стоимостью.

Если насыпные носители непосредственно покрываются катали­тически активным слоем, го керамические монолитные и метал­лические носители для увеличения их эффективности покрываются вначале специальным промежуточным слоем из оксида алюминия. Благодаря ему эффективная поверхность каталитически активного слоя существенно возрастает. Промежуточный слой имеет неболь­шую толщину и содержит так называемые промоторы, повыша­ющие способность аккумулирования 0₂ и ускоряющие реакции взаимодействия углеводородов и СО с парами воды.

Чтобы обеспечить нормальную работу нейтрализатора, следует поддерживать в необходимых пределах следующие величины: • ко­эффициент избытка воздуха; ф температуру ОГ; ф отношение объ­емного расхода ОГ к объему нейтрализатора.

Эффективность нейтрализатора оценивается коэффициентом преобразования К,.

Учитывая значительный «вклад» режимов пуска и прогрева в выбросы двигателем токсичных и канцерогенных компонентов, желательно обеспечить достаточно быстрый прогрев нейтрализато­ра до рабочих температур. Окислительные и восстановительные процессы начинаются при температурах порядка 250°С, но наиболее оптимальными в плане эффективности протекания процессов и

283

обеспечения долговечности нейтрализатора являются температуры

400. .800°С. При температурах 800.. Л ООО °С начинается спекание промежуточного слоя со слоем каталитически активным, что вызы­вает сокращение активной поверхности и понижение эффективности катализатора. Дальнейший рост температуры ОГ приводит к суще­ственному ускорению термического старения нейтрализатора и к соответствующему понижению его эффективности. В связи с этим нейтрализатор должен размещаться серед глушителем на вполне определенном расстоянии от двигателя, исключающем его перегрев.

Одной из причин чрезмерного повышения температуры ОГ мо­жет стать слишком позднее зажигание. Неполадки в системе зажи­гания способны поднять температуру ОГ до 1400°С и выше, что может в короткий срок вывести нейтрализатор из строя ввиду плавления носителя. В связи с этим использование систем элект­ронного зажигания способствует повышению надежности устройств каталитической нейтрализации.

Если автомобиль оборудован каталитическими нейтрализатора­ми, то категорически запрещается использование для питания дви­гателя этилированного бензина, который приводит к очень быстро­му «отравлению» каталитически активного слоя. Частицы соедине­ний свинца забивают поры каталитического слоя, уменьшая тем самым его активную поверхность. К тем же последствиям приводит и выброс с ОГ продуктов неполного сгорания моторного масла.

Однако процесс старения нейтрализаторов происходит и при строгом соблюдении правил их эксплуатации. В результате после пробега 100 тыс. км температура, при которой происходит нейтра­лизация 50% содержащихся в ОГ углеводородов, СО и оксидов азота, повышается практически на 100°С, а коэффициент преоб­разования в динамике понижается на 30...40%.

Если автомобиль оснащен каталитическим нейтрализатором, то запрещается заводить двигатель буксированием автомобиля, по­скольку вспышки скопившегося в выпускном тракте бензина могут вывести нейтрализатор из строя.

Для обезвреживания ОГ дизелей могут использоваться анти- дымные присадки к топливу, а также различного типа фильтры и адсорберы. Для снижения эмиссии оксидов азота необходимо создание восстановительной среды, что требует в условиях дизелей дополнительных затрат топлива на окисление содержащегося в ОГ свободного кислорода. Поэтому обычно токсичность ОГ дизелей понижается лишь за счет снижения выбросов СО, углеводородов и альдегидов. Если дизельный автомобиль эксплуатируется в усло­виях ограниченного воздухообмена, то для дополнительной очист­ки ОГ могут использоваться жидкостные нейтрализаторы. В этом случае каталитический окислительный нейтрализатор ставится до нейтрализатора жидкостного, поглощающего перед выбросом в ат­мосферу из ОГ низшие спирты, альдегиды и серную кислоту. В жид­

284

костных нейтрализаторах целесообразно использовать водные рас­творы КОН и NaOH либо солевые растворы. Достаточно эффектив­ным оказывается и использование обычной воды. Прошедшие через жидкостные нейтрализаторы ОГ проще очищать от содержащейся в них сажи с помощью различных сажеуловителей.

В НАМИ разработаны дизельные каталитические нейтрализа­торы, имеющие габариты глушителя шума выпуска и устанавлива­емые на его место. Они предназначены для беспламенного окисле* ния продуктов неполного сгорания топлива. Одновременно с очист­кой ОГ они выполняют и функции глушителя. Нейтрализаторы выпускаются для карьерных автомобилей-самосвалов, тяжелых ав­топоездов, дизель-генераторов, судовых дизелей, а также для раз­личных городских автобусов и грузовых автомобилей.

Снижение эмиссии оксидов азота в дизелях достигается путем использования рециркуляции ОГ.