Температура выхлопных газов дизельного двигателя

Как правильно использовать термоленту

Чтобы не возникало никаких проблем с работой автомобиля, необходимо оснастить выпускной коллектор хорошей теплоизоляцией. Для этого следует подобрать термоленту, подходящую по температурным характеристикам и обмотать ей коллектор. В зависимости от состава, лента может выдерживать температуру в диапазоне от 1000 до 2000 градусов.

Перед использованием термоленты сначала необходимо подготовить выпускной коллектор. Для этого его обезжиривают и покрывают специальной краской, способной выдерживать критические температуры. Это позволит защитить устройство от коррозии. После этого, перед нанесением термоленты на коллектор, ее необходимо предварительно замочить в воде на протяжении двух часов. Это придаст ленте эластичности и улучшит ее прилегаемость. Когда лента пробудет необходимое время в воде, можно приступать к ее нанесению на деталь. Специалисты рекомендуют делать это в два слоя, избегая образования щелей между полосами.

На какие признаки следует обратить внимание при неисправной выхлопной системе?

Громкий выхлоп: самое первое, что вы заметите, когда у вас неисправна выхлопная система, — это то, что она издает воющий звук. Это становится еще хуже, когда вы ведете машину. Проблема может заключаться в том, что на вашем глушителе появились трещины. Если не принять меры немедленно, проблема может распространиться на другие детали выхлопной системы, такие как каталитический нейтрализатор, что приведет к дальнейшим проблемам с двигателем.

Низкая топливная эффективность: Всякий раз, когда у вас возникают проблемы с выхлопной системой, вы начинаете замечать, что ваш автомобиль потребляет больше.

В машину попадают пары: эффективная выхлопная система выводит выхлопные газы через выхлопные трубы. Но если вы заметили, что в машину попадает дым, значит, она протекает. Выхлопные газы содержат углекислый газ, который может вызвать проблемы со здоровьем у пассажиров автомобиля.

Конденсированные выхлопные трубы: как только выхлопные газы покидают каталитический нейтрализатор, они превращаются в диоксид углерода и воду. Эта вода, когда она конденсируется в глушителе, может вызвать ржавчину, что приведет к дальнейшим утечкам.

Как только вы начнете замечать некоторые из этих признаков, благоразумно отнести свою машину к механику и избежать дальнейших повреждений. Ваш расход газа может увеличиться, а звук выхлопа может смутить вас.

Выпускная система

Выпускной тип коллектора имеет вид такого же паука – от каждого котла после шпилек крепления и прокладки отходит по равнодлинной трубке, которые впоследствии сходятся в одну. «Лапы» этого паука подведены к двигателя. Через него отводятся отработанные газы. Но, несмотря на такую простую, казалось бы, функцию, он тоже имеет пару особенностей и приборов, которые в него вставили инженеры.

Итак, давайте сразу же разберемся с тем, как устроен выпускной коллектор, который переходит в , а по мере продвижения мы расскажем, что же в нем есть особенного и интересного.

После того, как газы попадают в паука (выпускной коллектор), они собираются из него в одну трубу. И вот тут-то и кроется самое интересное (именно здесь и задействуется датчик, а в некоторых моделях и датчики, также здесь будет упомянута турбина):

Если машина достаточно старая, то следующим этапом после шпилек крепления и непосредственно самого элемента будет глушитель и выхлопная труба.
В более современных карбюраторных автомобилях в месте схождения паука находится катализатор. Он очищает отработанные газы, после чего они проделывают путь, описанный в предыдущем пункте.
В инжекторных же машинах добавляется еще и датчик ЭБУ. Это электронное устройство, которое на основе данных с датчика определяет показатели давления, температуры и насыщенности отработанных газов. На основе получившихся вычислений система ЭБУ открывает или закрывает дроссельную заслонку.
Следующий – это катализатор. Это специальное устройство, которое напоминает фильтр, и очищает газы, которые проходят через него.
Потом на некоторых машинах установлено ответвление, к которому подведена трубка. Сама трубка отходит к турбине. Таким образом, выпускные газы раскручивают турбину, тем самым выполняя полезную работу. Благодаря этому инженерам удалось сэкономить энергию двигателя или аккумулятора, раскручивая турбину без их участия.
Далее находится тепловой экран выпускного коллектора. В связи с тем, что температура в нем легко достигает 950 градусов по Цельсию, приходится ее как-то понижать. Для этого и устанавливается данное устройство, а также втулка выпускного коллектора.

Техническое обслуживание выхлопной системы

Одна из основных причин неисправности выхлопных систем — ржавчина. Выхлоп часто контактирует с водными элементами и в сочетании с горячими газами может привести к коррозии системы. Эта проблема часто возникает в глушителе, где выхлопные газы недостаточно горячие для испарения водяных отложений. Эта проблема чаще встречается в районах с большим количеством дождя и снега.

Если вы много ездили по бездорожью или столкнулись с выбоинами, это может вызвать нагрузку на выхлопную систему, что приведет к потере деталей. Эта потеря деталей увеличивает нагрузку на глушитель, и со временем он может оторваться.

Принцип работы выпускного коллектора

Перед тактом выпуска отработанные газы находятся в цилиндре под большим давлением. После открытия выпускного клапана происходит перепад давлений, выхлопные газы устремляются в выпускной коллектор (где давление значительно ниже). Поршень при этом начинает движение вверх, выталкивая содержимое камеры сгорания в выхлопную систему. Часть газов уходит далее по выхлопному тракту, часть — отражается и стремится к соседним цилиндрам. Подобные движения отработанных газов принято называть волновыми. Побочным положительным эффектом является разряжение среды в выпускном коллекторе после прохождения такой волны.

Комплексная работа впускного коллектора, газораспределительного механизма и выпускного коллектора обеспечивает дополнительную продувку камеры сгорания. Все дело в том, что выпускной клапан всегда «запаздывает» с закрытием (во время начала такта впуска, выпуск еще открыт). Накопленное давление топливовоздушной смеси в впускном коллекторе в определенных условиях выше давления в выпускном коллекторе. Происходит резкий перепад давлений, цилиндр дополнительно продувается от выхлопных газов, наполняется свежей порцией топливовоздушной смеси. Выпуск закрывается.

Что влияет на состояние коллектора

Температура газов, выходящих из ГБЦ, превышает 600 градусов. Если мотор работает на максимальной мощности, неправильно выставлен угол опережения зажигания или топливная система готовит слишком обогащенную или обедненную смесь, то температура выходящих газов превышает 1500 градусов. Из-за этого выпускной коллектор нагревается до температуры 200–300 градусов. В режиме максимальной мощности, при неправильной работе систем зажигания или подготовки топлива, его температура может достигать 600 градусов, из-за чего коллектор приобретает тусклый малиновый цвет.

Если все системы двигателя работают нормально, то срок службы выпускного коллектора превышает 40 лет. Исключение составляют гоночные автомобили и машины, двигатель которых постоянно работает в режиме максимальной мощности. Прохождение раскаленных газов приводит к постепенному выгоранию металла. На скорость выгорания влияют:

температура;
открытое пламя (когда топливовоздушная смесь догорает в коллекторе);
содержание кислорода в выхлопе.

Выпускной коллектор изготовлен из чугуна, основа которого железо и углерод. Чем выше температура коллектора, тем сильней железо вступает в реакцию с кислородом и атмосферной влагой. Со временем это приводит к тому, что металл коллектора прогорает и выхлопные газы вместо выпускной трубы или катализатора, попадают в моторный отсек. В результате воздух в нем нагревается, что приводит к росту температуры двигателя, перегреву и другим проблемам. Часть дыма из моторного отсека попадает в салон, негативно влияя на самочувствие водителя и пассажиров. Если во время сильного нагрева коллектора вы проехали по луже и, вода попала на чугун, то изделие с большой долей вероятности, покроется трещинами и потребует замены.

Зачем нужна термолента для выпускных коллекторов

Выпускной коллектор — это прибор, отвечающий за выведение выхлопных газов из головки блока цилиндров силового агрегата в выхлопную трубу. От исправности этого узла зависит не только охлаждение двигателя, но и его технические характеристики

Поэтому очень важно содержать выпускной коллектор в исправном состоянии

Как гласит закон Бойля — Мариоттао о поведении газов в изотермических процессах, увеличение объема газа прямо пропорционально повышению температуры окружающей среды. Исходя из этого следует, что горячие выхлопные газы значительно быстрее выходят из раскаленного двигателя автомобиля. Однако стоит отметить, что температура под капотом не может превышать 100 градусов, в то время как выпускной коллектор может нагреваться свыше тысячи градусов.

Таким образом, из-за большой разницы температур и происходящего теплообмена, выход газов может замедляться. Решить эту проблему можно если создать вокруг коллектора теплоизоляцию при помощи специальной термоленты, которая будет не только препятствовать теплообмену и охлаждению выхлопных газов, но и защитит двигатель от перегрева.

На сегодняшний день существует три основные типа лент, отличающихся между собой составом и цветом. Наибольшим спросом пользуются черные и белые термоленты. Они обладают идентичным составом и одинаковыми техническими характеристиками. Третий вид — бронзовый, имеет другой состав, превосходящий на 30% по своим теплоизоляционным характеристикам два предыдущих типа термолент.

Замена выпускного коллектора

В случае, если выпускной коллектор значительно прогорел или имеет сильно нарушенную геометрию, он подлежит замене. Для этого:

ждем пока двигатель и коллектор остынут до нормальной для ремонта температуры;
снимаем все элементы, которые могут помешать работе (защиту двигателя, защиту коллектора или прочие узлы);
раскручиваем резьбовые соединения крепежа к блоку и приемной трубе выхлопной системы;
выполняем снятие выпускного коллектора;
далее — замена прокладки выпускного коллектора;
монтируем новый коллектор с крепежом, обтягиваем его;
устанавливаем все демонтированные элементы в обратном порядке, обтягиваем резьбовые соединения.

Чаще всего требуется только замена прокладки выпускного коллектора.

Прокладка выпускного коллектора

В случае если лопнул выпускной коллектор, или даже если его патрубок полностью отломан, не спешите приобретать новый. Во многих сервисах практикуется сварка выпускных коллекторов. Чугун варится особыми электродами или аргонодуговой сваркой. Стальные трубчатые коллекторы также подлежат заварке. Подобные работы не по силам новичку, лучше обратиться к специалистам.

Лопнувший чугунный выпускной коллектор до…

…и после заварки

Лопнувший патрубок выпускного коллектора

Выпускные коллекторы физически необходимы для сбалансированной работы ДВС, поэтому современные двигатели проектируются с учетом комплексной работы узлов и механизмов. Тюнинг же систем выхлопа дает вполне ощутимый прирост мощности, а при верном подходе не повлияет на показатели автомобиля в целом.

Ограничение по оборотам двигателя

Подача избыточного воздуха в дизельном двигателе и регулирование количества топлива уже производятся с учетом того, что при постоянном числе оборотов мощность двигателя зависит лишь от количества впрыскиваемого топлива. Если топливо подается в дизельный двигатель без соответствующего уменьшения крутящего момента, то обороты двигателя возрастут. Если количество впрыскиваемого топлива не уменьшится до того, как будут достигнуты критические обороты двигателя, то двигатель «перекрутиться» и может выйти из строя. В связи с этим для дизельных двигателей абсолютно необходимо ограничение оборотов или их регулирование. Когда дизельный двигатель используется как привод какого-либо механизма, обуславливается определенное число оборотов, которое поддерживается постоянным или остается в допустимых пределах независимо от нагрузки.

Сравнительный расход топлива после запуска холодного двигателя (10 ° С )

Есть много споров нужен ли EGR на дизеле, система нужная, много плюсов, но как всегда есть и минусы, чего больше, каждый в праве выбирать сам. После покупки и установки двигателя OM 603 TD, была необходимость снять турбину и выхлопной подающий газы на турбину коллектор, на этом коллекторе есть клапан EGR, при снятии и осмотре этого клапана обнаружилось около 5-8 мм липкой массы на стенках клапана и подающей воздух в цилиндры трубы. Первое решение помыть и поставить все на место, но изучив тему подробней, EGR — удалю.

Подборку статей, и рассуждений в интернете выкладываю для рассмотрения и обсуждения.

Всё о EGR (система рециркуляции выхлопных газов)Назначение и принцип действия Как известно, наиболее токсичными составляющими выхлопных газов автомобилей являются углеводороды, оксиды углерода и оксиды азота. С первыми двумя довольно эффективно справляется каталитический нейтрализатор, оксиды же азота «отсеиваются» им недостаточно. Для уменьшения вредных выбросов оксидов азота и была создана EGR (Exhaust Gas Recirculation) – система рециркуляции выхлопных газов. Она не предназначена для улучшения технических характеристик мотора, а устанавливается исключительно из экологических соображений. Идея заключается в том, чтобы на определенных режимах работы двигателя подавать некоторую часть отработанных газов из выпускного коллектора во впускной. Повышенное содержание окислов азота в выбросах ДВС вызывается высокой температурой в камере сгорания. Катализатором реакции горения является кислород: чем больше кислорода – тем выше температура. А если подмешать к воздуху выхлопные газы, то содержание кислорода в нем уменьшится. В результате температура сгорания смеси и, соответственно, токсичность выхлопных газов понижаются. EGR устанавливается и на бензиновые (кроме турбированных), и на дизельные двигатели. За счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота. Кроме улучшения экологических показателей (выброс NOx снижается до 50%), имеются еще некоторые «побочные» положительные последствия. В бензиновых моторах порция выхлопных газов, снижая разряжение во впускном коллекторе, уменьшает насосные потери, что способствует снижению расхода топлива на 2-3%. Работа при пониженной температуре в бензиновых двигателях снижает риск возникновения детонации, а работа дизельных моторов становится более мягкой. Выброс сажи у дизелей с системой EGR уменьшается на10%. Алгоритм работы EGR зависит от типа двигателя. В дизелях клапан открывается на холостом ходу и подает до 50% объема воздуха на впуске. С ростом оборотов клапан пропорционально закрывается до полного закрытия при максимальной нагрузке. При прогреве мотора клапан также полностью закрыт. В бензиновых двигателях EGR не включается на холодном двигателе, на холостом ходу и на оборотах максимального крутящего момента. При низкой и средней нагрузке система обеспечивает 5-10% подаваемого на впуск воздуха. Стоит отметить, что EGR зачастую превращается в головную боль для наших автомобилистов. Система довольно капризна, при ее работе (особенно на отечественном топливе) клапан EGR, впускной коллектор и находящиеся в нем датчики покрываются нагаром, что приводит к нестабильной работе двигателя. Клапан EGR – деталь дорогостоящая, поэтому многие автовладельцы вместо его замены прибегают к глушению всей системы. А почему EGR не устанавливается на бензиновые турбодвигатели? На атмосферных двигателях система работает практически только на средних оборотах. А на моторах с турбонаддувом рабочий диапазон еще меньше — и выходит, что цель не оправдывает средства. Поэтому производители применяют другие способы снижения выбросов NOx: жидкостное охлаждение наддувочного воздуха (что снижает температуру в камере сгорания) и бесступенчатую систему изменения фаз газораспределения (обеспечивающую внутреннюю рециркуляцию отработавших газов). При внутренней рециркуляции часть выхлопных газов попадает обратно в цилиндр в моменты перекрытия клапанов, когда одновременно открыты и впускной и выпускной клапаны. Технически перекрытие можно организовать и с помощью подбора формы кулачков распредвала, но в этом случае рециркуляция будет осуществляться на всех режимах работы двигателя. В системах же бесступенчатого регулирования перекрытие клапанов по команде блока управления происходит только в необходимых режимах.

Технология применения.

Технология обмотки элементов выхлопной системы не содержит секретов. Главная задача – обеспечить плотность и равномерность укладки.

Специалисты советуют перед использованием материала на коллекторе провести подготовительные работы. Они включают обработку «паука» термостойкой краской или специальными антикоррозийными составами.

Для получения слоя термоизоляции:

Делают несколько витков;
Фиксируют начальный участок металлическим хомутом (проволокой);
Продолжали намотку с нахлестом витков 1/3-1/2 ширины ленты;
Через определенное расстояние дополнительно фиксируют слой хомутами (на коллекторе, ввиду незначительной длины достаточно установки 1-2 промежуточных).
Конец полосы аккуратно маскируют и также фиксируют хомутом.

Видео с инструкцией по монтажу.

Температура выпускного коллектора бензинового двигателя

Температура выхлопных газов является признаком внутренней работы двигателя и может предоставить столь необходимую информацию об эффективности сгорания. И это идет еще дальше: высокие EGT могут плавить алюминиевые компоненты и деформировать те, которые сделаны из стали или железа. Если вы работаете на газе или дизельном топливе, следите за EGT — это один из надежных способов обеспечить безопасную и эффективную работу двигателя вашего автомобиля.

Основы горения

Температура выхлопных газов повышается или понижается в основном в зависимости от соотношения воздух/топливо, но то, как соотношение воздух/топливо влияет на ЭГТ, зависит от самого двигателя. Дизельные двигатели работают, сжимая воздушно-топливную смесь, пока она не нагреется до точки воспламенения, тогда как газовые двигатели выделяют смесь искрой. Искровое зажигание позволяет давлению в цилиндре приблизиться к своему пику до момента зажигания, что приводит к гораздо более быстрому сгоранию. Кислород заканчивается в качестве ограничивающего реагента в бензиновом двигателе, потому что топливо сгорает так быстро, поэтому газовые двигатели контролируют обороты, измеряя поток воздуха. Гораздо более медленное сгорание дизельного двигателя означает, что он дозируется или контролируется с использованием только количества топлива, впрыскиваемого во время цикла впуска.

Соотношение воздух/топливо и EGT

Поскольку сгорание дизельного двигателя происходит намного медленнее, большая часть его топлива в конечном итоге выходит несгоревшим и выходит из выхлопной трубы — отсюда и идет черный дым дизеля. Это не обязательно плохо, так как это топливо помогает отводить тепло из цилиндра; но как только это топливо достигает выхлопа, тепло и давление в выхлопном потоке создают «эффект дожигания», который вызывает ЭГТ. Газовый двигатель работает с точностью до наоборот: поскольку кислород является ограничивающим реагентом газового двигателя, дополнительный кислород в баллоне (обедненная смесь) обеспечит более полное сгорание, которое вызывает ЭГТ. Таким образом, богатая смесь поднимает EGT в дизеле, а обедненная смесь поднимает EGT в газовом двигателе.

Противодавление выхлопных газов

Противодавление выхлопных газов является основным фактором, влияющим на ЭГТ. Высокое противодавление выхлопных газов позволит газам накапливаться внутри коллектора и цилиндра, задерживая тепло внутри и приводя к эффекту домино повышения температуры, когда топливо выходит из форсунок цилиндров в форсажной камере. Нормальное противодавление выхлопных газов не увеличит EGT на сколько-нибудь значительную величину, но добавление турбокомпрессора будет. Турбокомпрессор действует как пробка в системе, особенно в условиях высокой нагрузки. Если вы когда-либо видели видеозапись динамометра с турбонаддувом, светящегося красным или белым цветом, то вы были свидетелями воздействия противодавления на EGT. Вот почему материал трубы турбонагнетателя обычно в два-три раза толще стандартного.

Типичный EGT

EGT выпускного коллектора дизельного двигателя обычно работают при температуре от 300 до 500 градусов в условиях холостого хода с частичной дроссельной заслонкой, от 800 до 900 градусов при средней нагрузке и от 1000 до 1200 градусов при очень большой нагрузке и при полном газе. Температуры, измеренные в точке после турбины, как правило, будут работать на 100 с лишним градусов ниже, в зависимости от оборотов и скорости турбины. Обычный газовый двигатель будет работать примерно так же, как дизель в условиях легкой и средней нагрузки, но в большинстве случаев он будет в среднем около 500 градусов. Тем не менее, EGT могут легко превзойти 1500 градусов в турбонагнетателей и производительности приложений.

отклонение

Газовый двигатель, как правило, будет поддерживать более стабильные EGT, чем дизель, благодаря тому, что компьютер газового двигателя поддерживает соотношения воздух/топливо довольно постоянными (что, кстати, происходит благодаря использованию кислородного датчика для контроля температуры выхлопных газов). Давление в цилиндре и противодавление выхлопных газов являются основными факторами, влияющими на ЭГТ газового двигателя; Повышение мощности сгорания за счет увеличения степени сжатия или добавления турбонагнетателя или нагнетателя приведет к резкому увеличению ЭГТ, особенно если выхлопная система не справляется с задачей удаления газов.

В каких случаях необходима теплоизоляция выпускного коллектора

Замена выпускного коллектора Рено Логан В конструкции коллекторов инженеры предусмотрели специальный стальной экран, выполняющий функцию теплоизолятора. Однако некоторые тюннинговые выпускные коллекторы могут быть без этого экрана. В этом случае на помощь владельцам автомобилей приходит

термолента. Благодаря своим характеристикам она позволяет коллектору удерживать свою температуру на протяжении большего промежутка времени, благодаря чему выхлопные газы быстрее выводятся в выхлопную трубу, а также препятствует образованию конденсата в холодное время года, что способствует увеличению срока службы коллектора.

Признаками необходимости улучшения теплоизоляции выхлопного коллектора может послужить потеря силового агрегата в мощности или проблемы с его запуском, постоянные перегревы двигателя или черный дым из выхлопной трубы.