Принцип действия устройства снижения токсичности отработавших газов

Устройство для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. Отработавшие газы по впускному патрубку 12 поступают через промежуточный патрубок 16 в завихренном состоянии в полость 17 основного корпуса 1, предварительно очищаясь в фильтре 33 для очистки от твердых частиц, распределяются вокруг каталитического блока 8, проходят через его стенки и попадают в полость 20. При этом происходит восстановление оксидов азота. Затем газы через окно 22 попадают во внутреннюю полость 21 окислительно-восстановительного блока 23, проходят через его проницаемые стенки, где продолжаются окислительные и восстановительные процессы, и попадают в полость 24. Из полости 24 через перепускное окно 4 газы тангенциально направляются в полость 25 дополнительного корпуса 5 в завихренном состоянии, проход т через стенки окислительного блока 26 и попадают в полость 27, куда через сопло 29 направляется воздух или смесь газов и где происходит окончательное окисление продуктов неполного сгорания, а затем выход т из устройства по выпускному патрубку 28.

Находясь в выпускной системе, нейтрализатор отработавших газов начинает эффективно работать только после его разогрева до температуры по крайней мере 300°С.

По-этому на режимах разогрева двигателя включаются нагреватели 8, 10, 14 блоков 18, 26, 33 и обеспечивается необходимый температурный режим, а избыток кислорода регулируется клапаном 30 автоматически по сигналу кислородного датчика.

Кислородный датчик представляет собой своеобразный гальванический элемент (источник электрического тока), помещенный в систему выпуска автомобиля перед нейтрализатором, т.е. в среду горячих отработавших газов.

Кислородный датчик (рис.) внешне напоминает свечу зажигания: он имеет резьбу 18х1,5, на которой вворачивается в трубу системы выпуска от работавших газов и несколько отходящих от наружного хвостовика проводов. Чувствительным элементом датчика является омываемый отработавшими газами керамический наконечник 2, защищенный от механических повреждений металлическим кожухом 3 с прорезями для свободного прохода отработавших газов. Внутренняя часть керамического наконечника омывается атмосферным воздухом, проникающим через щели в корпусе датчика. Благодаря своему особому составу, на основе окиси циркония, разогретая горячими газами керамика становится источником тока, меняющим напряжение в зависимости от наличия или отсутствия кислорода в отработавших газах.

Рис.

Кислородный датчик:

1 - корпус

2 - нагревательный элемент;

3 - чувствительный керамический наконечник; 4 - защитный кожух;

5 - соединительные провода.

Как и нейтрализатор, кислородный датчик требует для своей работы определенных условий: он должен быть достаточно прогрет, но не перегрет, он точно так же не переносит загрязнения свинцом и кремнием. Для ускорения прогрева после пуска двигателя большинство современных кислородных датчиков, в том числе и применяемые на автомобилях ВАЗ, имеют встроенный электрический нагревательный элемент 2, постоянно запитываемый от бортсети автомобиля при включенном зажигании. За счет специальных свойств проводящего материала нагревателя его мощность автоматически изменяется в зависимости от температуры чувствительного элемента датчика: при низкой температуре сопротивление нагревателя минимально, а мощность максимальна, и, наоборот, при высокой температуре сопротивление нагревателя максимально, а мощность минимальна. Это позволяет исключить необходимость применения дополнительных средств управления температурой датчика.