Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Стратегия контроля выбросов транспортных средств
Vehicle emissions control strategy
Вторичный впрыск воздуха (обычно называемый впрыском воздуха) — это стратегия контроля выбросов транспортных средств, впервые применённая в 1966 году, при которой свежий воздух впрыскивается в поток отработавших газов для обеспечения более полного вторичного сгорания.
Secondary air injection (commonly known as air injection) is a vehicle emissions control strategy introduced in 1966, wherein fresh air is injected into the exhaust stream to allow for a fuller secondary combustion of exhaust gases.
Разработка
Механизм регулирования выхлопных газов зависит от способа впрыска и точки, в которой воздух поступает в выхлопную систему, и менялся по мере развития технологии. Первые системы вводили воздух очень близко к двигателю, либо в выхлопные каналы головки блока цилиндров, либо во впускной коллектор. Эти системы обеспечивали подачу кислорода для окисления (сжигания) несгоревшего и частично сгоревшего топлива в выхлопных газах перед их выбросом в выхлопную трубу. В выхлопных газах автомобилей 1960-х и начала 1970-х годов содержалось значительное количество несгоревшего и частично сгоревшего топлива, поэтому вторительный впрыск воздуха существенно снижал выбросы. Однако дополнительное тепло, выделяющееся при дожигании, особенно при избыточно богатой смеси, вызванной пропусками зажигания или неправильной настройке карбюратора, приводило к повреждению выхлопных клапанов и даже могло вызывать раскаление выхлопного коллектора. По мере совершенствования и повышения эффективности стратегий контроля выбросов количество несгоревшего и частично сгоревшего топлива в выхлопном потоке уменьшалось, и особенно с появлением каталитического нейтрализатора изменилась функция вторичного впрыска воздуха. Вместо того чтобы быть основным средством контроля выбросов, система вторичного впрыска воздуха была адаптирована для обеспечения эффективной работы каталитического нейтрализатора. Изначальная точка впрыска воздуха стала известна как точка впрыска выше по потоку. Когда каталитический нейтрализатор холодный, воздух, впрыскиваемый в точку выше по потоку, сгорает с намеренно обогащенной смесью, чтобы быстро прогреть катализатор до рабочей температуры. После прогрева катализатора воздух впрыскивается в точку ниже по потоку – непосредственно в каталитический нейтрализатор – для улучшения процесса каталитического окисления несгоревших углеводородов.
The mechanism by which exhaust emissions are controlled depends on the method of injection and the point at which air enters the exhaust system, and has varied during the course of the development of the technology. The first systems injected air very close to the engine, either in the cylinder head's exhaust ports or in the exhaust manifold. These systems provided oxygen to oxidize (burn) unburned and partially burned fuel in the exhaust before its ejection from the tailpipe. There was significant unburned and partially burned fuel in the exhaust of 1960s and early 1970s vehicles, and so secondary air injection significantly reduced tailpipe emissions. However, the extra heat of recombustion, particularly with an excessively rich exhaust caused by misfiring or a maladjusted carburetor, tended to damage exhaust valves and could even be seen to cause the exhaust manifold to incandesce. As emission control strategies grew more sophisticated and effective, the amount of unburned and partially burned fuel in the exhaust stream shrank, and particularly when the catalytic converter was introduced, the function of secondary air injection shifted. Rather than being a primary emission control device, the secondary air injection system was adapted to support the efficient function of the catalytic converter. The original air injection point became known as the upstream injection point. When the catalytic converter is cold, air injected at the upstream point burns with the deliberately rich exhaust so as to bring the catalyst up to operating temperature quickly. Once the catalyst is warm, air is injected to the downstream location — the catalytic converter itself — to assist with catalysis of unburned hydrocarbons.
Впрыск воздуха
В системах впрыска воздуха под давлением используется лопастной насос, называемый воздушным насосом, насосом AIR или, в разговорной речи, "смоговым насосом", который приводится в действие двигателем посредством ремня или электродвигателя. Воздухозаборник насоса фильтруется вращающимся экраном или воздушным фильтром автомобиля для предотвращения попадания в систему крупных частиц грязи, способных её повредить. Воздух подается под небольшим давлением в точку (или точки) впрыска. Обратный клапан предотвращает попадание выхлопных газов обратно в систему впрыска воздуха, что может привести к повреждению насоса и других компонентов. В двигателях с карбюратором содержание несгоревшего топлива в выхлопных газах резко возрастает при резком отпускании педали газа водителем. Чтобы предотвратить неожиданные и потенциально опасные последствия взрывного сгорания этого несгоревшего топлива, используется отводной клапан. Этот клапан реагирует на резкое увеличение разрежения во впускном коллекторе, вызванное внезапным закрытием дроссельной заслонки, и направляет выход воздушного насоса в атмосферу. Обычно этот отводимый воздух направляется в воздушный фильтр двигателя или в отдельный глушитель для снижения шума, производимого насосом.
Pumped air injection systems use a vane pump called the air pump, AIR pump, or colloquially "smog pump" turned by the engine via a belt or electric motor. The pump's air intake is filtered by a rotating screen or the vehicle air filter to exclude dirt particles large enough to damage the system. Air is delivered under light pressure to the injection point(s). A check valve prevents exhaust forcing its way back through the air injection system, which would damage the pump and other components. Carbureted engines' exhaust raw fuel content tends to spike when the driver suddenly releases the throttle. To prevent the startling and potentially damaging effects of the explosive combustion of this raw fuel, a diverter valve is used. This valve senses the sharp increase in the intake manifold vacuum resulting from the sudden closure of the throttle, and diverts the air pump's outlet to atmosphere. Usually this diverted air is routed to the engine air cleaner or to a separate silencer to muffle objectionable pump noise.
Впрыск воздуха
Впрыск воздуха также может быть реализован за счет использования импульсов разрежения в выхлопной системе на холостом ходу двигателя. В систему подачи воздуха для впрыска установлен чувствительный клапан-лепесток, называемый аспиратором, который забирает воздух непосредственно с чистой стороны воздушного фильтра. Во время работы двигателя на холостом ходу кратковременные, но периодические импульсы разрежения в выхлопной системе втягивают воздух через аспиратор и направляют его в выхлопной поток в каталитический нейтрализатор. Эта система, известная как Pulse Air, применялась компаниями American Motors, Chrysler и другими производителями, начиная с 1970-х годов. Аспиратор обеспечивал преимущества в плане стоимости, веса, габаритов и простоты конструкции по сравнению с насосом. Кроме того, поскольку отсутствует насос, требующий мощности двигателя, исключаются паразитные потери, связанные с его работой. Однако аспиратор функционирует только на холостом ходу и, следовательно, подает значительно меньше воздуха в значительно более узком диапазоне оборотов двигателя по сравнению с насосом. Эта система до сих пор используется в современных мотоциклетных двигателях, например, система Yamaha AIS (система впрыска воздуха).
Air injection can also be achieved by taking advantage of the negative pressure pulses in the exhaust system at engine idle. A sensitive reed valve assembly called the aspirator valve is placed in the air injection pumping, which draws its air directly from the clean side of the air filter. During engine idle, brief but periodic negative pressure pulses in the exhaust system draw air through the aspirator valve and into the exhaust stream at the catalytic converter. This system, marketed as Pulse Air, was used by American Motors, Chrysler, and other manufacturers beginning in the 1970s. The aspirator provided advantages in cost, weight, packaging, and simplicity compared to the pump. Also, since there is no pump requiring engine power, parasitic losses associated with the pump are eliminated. However, the aspirator functions only at idle and so admits significantly less air within a significantly narrower range of engine speeds compared to a pump. This system is still used on modern motorcycle engines, e. g. the Yamaha AIS (Air Injection System).