6.5. Системы снижения токсичности и выпуска отработавших газов
Системы снижения токсичности отработавших газовДля заправки всех бензиновых моделей должно использоваться только неэтилированное топливо. Система управления двигателем осуществляет общий контроль за функционированием силового агрегата, обеспечивая оптимальные соотношения между развиваемой двигателем мощностью, управляемостью автомобиля и составом отработавших газов. Дополнительно автомобиль оборудован рядом систем, обеспечивающих снижение токсичности отработавших газов. Все бензиновые двигатели стандартно оборудованы системой вентиляции картера и каталитическим преобразователем. За счет функционирования данных систем снижается общий уровень эмиссии в атмосферу токсичных продуктов сгорания топлива и картерных газов. Помимо упомянутых систем, бензиновые модели оборудуются также системой улавливания топливных испарений.
Система вентиляции картера входит также в стандартную комплектацию всех оборудованных дизельным двигателем автомобилей моделей. В дополнение дизельные модели оснащаются двухфункциональным каталитическим преобразователем и системой рециркуляции отработавших газов (EGR), позволяющие снизить общий уровень токсичности эмиссии.
Система вентиляции картера
В целях снижения эмиссии в атмосферу картерных газов, содержащих несгоревшие углеводородные соединения, блок двигателя выполнен герметично, а скапливающиеся внутри него прорывающиеся из камер сгорания газы и масляные испарения выводятся из картера и через воздухоочиститель поступают в камеры сгорания, где выжигаются в процессе нормального функционирования двигателя.
Под воздействием глубокого разрежения во впускном трубопроводе (движение на холостых оборотах или торможение двигателем) картерные газы вытягиваются из двигателя самотеком. При снижении глубины разрежения (акселерация, движение с полностью открытой дроссельной заслонкой) вывод газов и испарений происходит за счет относительного повышения внутрикартерного давления. В результате износа компонентов поршневых групп и цилиндров двигателя внутрикартерное давление повышается за счет более интенсивного прорыва газов из камер сгорания, что приводит к вынужденному возврату части выводимого потока при любом разрежении во впускном трубопроводе.
Система управления составом отработавших газов (бензиновые модели)
С целью минимизации уровня токсичности выбрасываемых в атмосферу отработавших газов двигателя в систему выпуска всех бензиновых моделей входит каталитический преобразователь. Установленный в тракт системы выпуска кислородный датчик (l-зонд) замыкает контур обратной связи системы питания, информируя ECU системы управления двигателем об уровне содержания О 2 в отработавших газах. На основании анализа поступающих данных ECU осуществляет соответствующую корректировку состава воздушно-топливной смеси, оптимизируя тем самым процесс ее сгорания.
В кислородный датчик вмонтирован нагревательный элемент, функционированием которого через специальное реле управляет ECU. Задачей элемента является ускорение прогрева l-зонда до оптимальной рабочей температуры. Рабочий наконечник датчика чувствителен к содержанию в окружающем пространстве кислорода. В результате, в зависимости от уровня оксидации отработавших газов, датчик выдает на ECU сигнал соответствующей амплитуды. Минимальная токсичность продуктов сгорания воздушно-топливной смеси достигается при совершенно определенном весовом соотношении ее составляющих, а именно: на 1 весовую часть топлива должно приходиться 14.7 частей воздуха. Данное соотношение называется стехиометрическим числом. Изменение амплитуды выходного сигнала датчика вблизи этой точки происходит большими шагами, что позволяет ECU использовать поступающие сигналы в качестве опорных при вычислении требуемого состава горючей смеси. Корректировка состава смеси осуществляется за счет изменения продолжительности открывания инжекторов впрыска топлива. Описание процедур снятия и установки l-зонда приведено в Разделе Снятие и установка l-зонда.
Система управления составом отработавших газов (дизельные модели)
Двухфункциональный каталитический преобразователь устанавливается в систему выпуска отработавших газов всех дизельных моделей. Преобразователь позволяет предотвратить эмиссию в атмосферу большей части газообразных углеводородных соединений, монооксида углерода (СО) и твердых микрочастиц.
Дополнительно, дизельные модели оборудуются системой рециркуляции отработавших газов (EGR). Система позволяет снизить уровень эмиссии образующихся при сгорании воздушно-топливной смеси токсичных окислов азота за периодического счет возврата части отработавших газов во впускной трубопровод. Возврат отработавших газов производится через плунжерный клапан EGR при определенных условиях функционирования двигателя. Контроль за функционированием системы EGR обеспечивает электронный блок управления дизелем.
Система улавливания топливных испарений (бензиновые модели)
С целью минимизации эмиссии в атмосферу несгоревших углеводородных соединений все бензиновые модели оборудованы системой улавливания топливных испарений. Заливная горловина топливного бака закрывается герметичной крышкой. На брызговике арки левого колеса установлен угольный адсорбер, в который отводятся все скапливающиеся во время стоянки автомобиля в баке топливные испарения. Испаряющееся топливо скапливается в адсорбере и после запуска двигателя выводятся из него через плунжерный клапан продувки во впускной тракт, где сжигается в процессе нормального функционирования автомобиля. С целью защиты каталитического преобразователя от последствий переобогащения смеси в процессе прогрева двигателя или во время работы его на холостых оборотах, ECU не допускает открывания клапана управления продувкой адсорбера до окончательного разогрева агрегата. При повышении нагрузки на двигатель электромагнитный клапан начинает функционировать в импульсном режиме, осуществляя последовательный вывод содержимого адсорбера во впускной тракт двигателя.
Система выпуска
Система выпуска отработавших газов состоит из выпускного коллектора, приемной трубы, каталитического преобразователя, двух коробчатых глушителей, комплекта опорных кронштейнов и трубчатых соединительных секций. На дизельных моделях и бензиновых моделях 1.6 л каталитический преобразователь включен в состав секции приемной трубы системы выпуска, тогда как на моделях 1.3 л приемная труба и преобразователь устанавливаются отдельно друг от друга.
