Системы снижения токсичности отработавших газов - общая информация
Бензиновые модели
С целью снижения уровня эмиссии в атмосферу токсичных составляющих, попадающих в состав отработавших газов двигателя в результате испарения и неполноты сгорания топлива, а также для поддержания эффективности отдачи двигателя и снижения расхода топлива, рассматриваемые в настоящем Руководстве бензиновые модели оборудованы целым рядом специальных систем, которые можно было бы объединить под общим названием систем управления двигателем и снижения токсичности отработавших газов.
К числу систем, имеющих отношение к управлению работой двигателя и контролю токсичности отработавших газов, следует отнести следующие:
- Система бортовой диагностики (OBD), - см.Главу Электрооборудование двигателя;
- Электронная система управления двигателем - см.Главу Электрооборудование двигателя;
- Система управляемой вентиляции картера (PCV);
- Система рециркуляции отработавших газов (EGR);
- Система улавливания топливных испарений (EVAP);
- Каталитический преобразователь и лямбда-зонд (контроль состава отработавших газов).
Функционирование всех перечисленных систем, так или иначе, непосредственно или косвенно, связано с управлением снижением токсичности отработавших газов.
В приведенных ниже Разделах даются общие описания принципов функционирования каждой из систем, а также изложены процедуры диагностических проверок и восстановительного ремонта (если таковой представляется возможным) компонентов систем, выполнение которых лежит в пределах квалификации среднестатистического механика-любителя.
Прежде чем прийти к заключению об отказе какой-либо из систем снижения токсичности, внимательно проверьте исправность функционирования систем питания и зажигания (см. Главы Системы питания и выпуска и Электрооборудование двигателя). Диагностика некоторых из узлов систем снижения токсичности требует использования специального, сложного в применении, оборудования и определенной квалификации исполнителя, а потому, ее выполнение разумно будет поручить профессиональным механикам специализированной станции техобслуживания.
Сказанное выше не означает, что обслуживание и ремонт компонентов систем снижения токсичности на практике представляются трудновыполнимыми. Не забывайте, что одной из наиболее распространенных причин отказов является элементарное нарушение качества вакуумных или электрических соединений, а потому, в первую очередь всегда следует проверять состояние штуцерных и электрических разъемов. Владелец автомобиля может самостоятельно и достаточно просто произвести целый ряд проверок, а также, выполнить в домашних условиях множество процедур текущего обслуживания большинства компонентов систем, пользуясь при этом обычным набором настроечного и слесарного инструмента.
 | Не забывайте о дополнительных федеральных гарантийных обязательствах, под которые попадают компоненты систем снижения токсичности и управления работой двигателя. Прежде чем приступать к выполнению каких-либо процедур по ремонту узлов и деталей данных систем, проконсультируйтесь об условиях соблюдения этих обязательств в представительском отделении компании Opel. |
Старайтесь соблюдать все оговоренные в нижеследующих Разделах меры предосторожностей при выполнении обслуживания электронных компонентов рассматриваемых систем. Следует заметить, что иллюстративный материал может не всегда в точности соответствовать реальному размещению компонентов на автомобиле. Такого рода несоответствия связаны с непрерывно происходящим процессом модификации в рамках типовой конструкции каждой модели.
В двигательном отсеке автомобиля закреплен информационный ярлык систем снижения токсичности отработавших газов (VECI). На ярлыке содержится необходимая информация по настройкам и проверкам подконтрольных систем с учетом всех произведенных на конкретном автомобиле модификаций, а также схема прокладки вакуумных шлангов с идентификацией различных компонентов. Прежде чем приступать к обслуживанию систем снижения токсичности и управления работой двигателя, внимательно ознакомьтесь с данными VECI.
Система вентиляции картера (PCV)
Система PCV служит для снижения эмиссии в атмосферу углеводородных соединений за счет вывода из двигателя картерных газов. Продувка блока осуществляется путем прогонки поступающего из воздухоочистителя свежего воздуха через картер, в котором он смешивается с накопившимися испарениями и прорвавшимися из камер сгорания газами и выводится через клапан PCV во впускной трубопровод.
К числу основных компонентов системы относятся клапан PCV, фильтр продувки и комплект вакуумных шлангов, соединяющих перечисленные устройства с двигателем.
С целью поддержания стабильности оборотов холостого хода клапан PCV перекрывает поток продувки при глубоком разрежении во впускном трубопроводе. В случае нарушения исправности функционирования двигателя (как, например, при изнашивании поршневых колец) система производит отвод избытка картерных газов через вентиляционную трубку обратно в воздухоочиститель.
Контроль состава отработавших газов
С целью минимизации эмиссии в атмосферу токсичных составляющих с состав системы выпуска отработавших газов включен каталитический преобразователь. Контроль осуществляется системой управления закрытого типа. Обратная связь с ECM организована посредством вмонтированного в приемную трубу системы выпуска лямбда-зонда.
Каталитический преобразователь является компонентом систем снижения токсичности отработавших газов, включен в состав системы выпуска и служит для снижения эмиссии в атмосферу токсичных составляющих. На рассматриваемых в настоящем Руководстве автомобилях используются каталитические преобразователи двух типов. Обычный окислительный преобразователь позволяет снизить содержание в отработавших газах углеводородов и монооксида углерода. Трехфункциональный каталитический преобразователь дополнительно позволяет сократить эмиссию оксидов азота (NОx).
Лямбда-зонд (кислородный датчик) отслеживает содержание кислорода в потоке отработавших газов. При контакте молекул О2 с чувствительным элементом зонда датчик вырабатывает амплитудный сигнал в диапазоне от 0.1 до 0.9 В, в зависимости от концентрации кислорода. Причем, значению 0.1 В соответствует высокое содержание О2 (обедненная смесь), а значению 0.9 В - низкое (обогащенная смесь). ECM непрерывно контролирует поступающие с лямбда-зонда сигналы, в случае необходимости выдавая команды на корректировку состава воздушно-топливной смеси за счет изменения продолжительности открывания инжекторов впрыска. Оптимальное соотношение компонентов горючей смеси, гарантирующее минимальный расход топлива при наиболее эффективном функционировании каталитического преобразователя, составляет 14.7 частей воздуха на 1 часть топлива, - именно его модуль управления и старается постоянно поддерживать, ориентируясь на поступающую с лямбда-зонда информацию. На рассматриваемых моделях автомобилей используются два лямбда-зонда; первичный расположен в выпускном коллекторе двигателя, а вторичный - ниже каталитического преобразователя. Путем сравнения уровня содержания кислорода на участках выпускного тракта выше и ниже каталитического преобразователя ECM определяет также эффективность функционирования последнего.
Следует отметить, что лямбда-зонд способен вырабатывать сигнальное напряжение только будучи прогретым до нормальной рабочей температуры (около 320°С). Пока датчик находится в холодном состоянии, ECM работает в режиме РАЗОМКНУТОГО КОНТУРА.
В случае нарушения исправности функционирования лямбда-зонда или его цепи ECM переходит в аварийный режим (режим разомкнутого контура), игнорируя поступающую от датчиков информацию и поддерживая состав воздушно-топливной смеси на некотором заданном уровне, обеспечивающем достаточную эффективность отдачи двигателя.
Исправность функционирования лямбда-зонда зависит от выполнения совокупности некоторых определенных условий:
- Электрические параметры: Стабильность вырабатываемого датчиком амплитудного сигнала низкого напряжения в большой степени зависит от качества контактных соединений цепи лямбда-зонда, которое и следует проверять в первую очередь в случае возникновения проблем;
- Подача наружного воздуха: Конструкция лямбда-зонда предусматривает свободную циркуляцию наружного воздуха внутри датчика. При установке зонда всегда проверяйте проходимость воздушных каналов;
- Рабочая температура: ECM начинает реагировать на поступающую от лямбда-зонда информацию только после того как датчик будет прогрет до нормальной рабочей температуры (около 320°С). Данный факт следует не упускать из виду при проверке исправности функционирования зонда;
- Качество топлива: Исправное функционирование лямбда-зонда становится возможным только при условии применения для заправки автомобиля НЕЭТИЛИРОВАННОГО топлива!
Система улавливания топливных испарений (EVAP)
Система аккумулирует скапливающиеся в системе питания за время стоянки автомобиля топливные испарения и обеспечивает вывод их во впускной трубопровод для сжигания в процессе нормального функционирования двигателя.
В состав любой системы EVAP обязательно входит специальный адсорбер, заполненный активированным углем, который, собственно, и собирает в себе топливные испарения. Способ вывода испарений из адсорбера может варьироваться в зависимости от конструкции конкретной системы. Приведенное ниже описание позволит читателю достаточно детально разобраться в принципах функционирования системы EVAP любого типа.
 | Описываемая конструкция не обязательно должна полностью соответствовать конструкции системы, установленной на конкретном автомобиле, однако принцип функционирования является общим для всех моделей, оборудованных системой впрыска топлива. В случае выявления каких-либо отклонений, сверьтесь с информацией, приведенной на ярлыке VECI, закрепленном под капотом. |
Крышка заливной горловины топливного бака оборудована двухсторонним предохранительным клапаном. В случае отказа системы клапан обеспечивает отвод топливных испарений в атмосферу.
Другой запорный клапан (клапан ORVR) установлен вблизи топливного бака и обеспечивает регулировку отвода топливных испарений в угольный адсорбер в зависимости от перепадов давления/разрежения, связанных с изменением температуры.
По пути к угольному адсорберу топливные испарения пропускаются через двухходовой клапан и по вентиляционным шлангам попадают в установленный в двигательном отсеке угольный адсорбер, где аккумулируются в течение всего времени стоянки.
При запуске двигателя до момента прогревания его до определенной температуры запорный электромагнитный клапан продувки адсорбера остается закрытым, допуская открывание диафрагменного клапана продувки за счет увеличения глубины разрежения во впускном трубопроводе. Из адсорбера топливные испарения через диафрагменный клапан выдуваются во впускной трубопровод, откуда поступают в камеры сгорания, где выжигаются в процессе нормального функционирования двигателя.
Топливный бак также обычно оборудован датчиком, отслеживающим изменения давления в баке как во время стоянки, так и на ходу автомобиля.
Система рециркуляции отработавших газов (EGR)
С целью снижения эмиссии в атмосферу окислов азота конструкция двигателя предусматривает отвод части отработавших газов во впускной трубопровод через клапан EGR. Такое подмешивание отработавших газов к воздушно-топливной смеси приводит к снижению температуры ее сгорания.
Система состоит из клапана EGR, датчика степени открывания клапана EGR, модуля управления (ECM) и комплекта вспомогательных информационных датчиков. ECM запрограммирован таким образом, чтобы обеспечивать оптимальную степень открывания клапана EGR для любых условий функционирования двигателя. Специальный информационный датчик постоянно отслеживает степень открывания клапана EGR, выдавая соответствующие сигналы на модуль управления. ECM сравнивает входящую информацию датчика с оптимальной расчетной величиной, определяемой по данным, поступающим от других информационных датчиков и, в случае необходимости, производит требуемую корректировку поступающего в двигатель объема отработавших газов.
На моделях 1.4, 1.6 и 1.8 л используется электрический клапан EGR, устанавливаемый на впускном трубопроводе, либо слева на головке цилиндров. На двигателях 2.0 л используется электромагнитный клапанный узел EGR, помещаемый на головке цилиндров.
Дизельные модели
На дизельных моделях общий контроль состава отработавших газов осуществляет также модуль управления двигателем (ECM). Основная цель та же, что и на бензиновых моделях, - получение максимальной эффективности отдачи двигателя при минимальных затратах в сочетании с минимизации выброса в атмосферу токсичных составляющих продуктов сгорания.
Решение поставленной задачи осуществляют три основных системы: система вентиляции картера (PCV), система рециркуляции отработавших газов (EGR) и каталитический преобразователь.
Система управляемой вентиляции картера (PCV)
Принцип функционирования системы PCV полностью аналогичен описанному выше для бензиновых двигателей.
Контроль состава отработавших газов
Главным элементом системы контроля является каталитический преобразователь, обеспечивающий дополнительное окисление монооксида углерода (СО), - см. выше.
Система рециркуляции отработавших газов (EGR)
Принцип функционирования системы EGR аналогичен описанному выше для бензиновых двигателей. Вакуумный клапан EGR установлен в верхней части впускного трубопровода и срабатывает по командам ECM, выдаваемым на электромагнит управления.
