OBD2

Когда первые средства контроля выбросов впервые были введены в конце 1960-х годов, они были в основном «дополнительными» компонентами, которые решали конкретную потребность в выбросах. Когда положительная вентиляция картера (PCV) стала стандартом в 1968 году, рециркуляция паров картера устранила выбросы при продувке как основной источник загрязнения автомобилей. Когда в 1971 году был введен контроль выбросов в результате испарения, канистры с углем и герметичные топливные системы исключили пары топлива в качестве еще одного фактора, способствующего загрязнению воздуха. Рециркуляция выхлопных газов (EGR) была добавлена в 1973 году, что позволило снизить выбросы вредных оксидов азота (NOX). Но самое значительное дополнение появилось в 1975 году, когда автопроизводители были обязаны устанавливать каталитические нейтрализаторы на все новые автомобили.

Каталитический нейтрализатор оказался настоящим прорывом в борьбе с выбросами, поскольку он сократил как несгоревшие углеводороды (УВ), основной фактор образования городского смога, так и монооксид углерода (СО), наиболее опасный загрязнитель, поскольку он может быть смертельным даже в небольшие концентрации. Преобразователь сократил уровни этих двух загрязнителей почти на 90%!

Первые «двухсторонние» преобразователи (так называемые, потому что они исключили два загрязнителя HC и CO) действовали как дожигатель для повторного сжигания загрязняющих веществ в выхлопе. Воздушный насос или аспиратор обеспечивали дополнительный кислород в выхлопе, чтобы выполнить работу. Двусторонние преобразователи использовались вплоть до 1981 года, когда были введены трехходовые преобразователи. Трехходовые преобразователи также снижали концентрации NOX в выхлопе, но для этого требовалось добавить компьютеризированную систему контроля топлива с обратной связью.

В отличие от более ранних двусторонних преобразователей, которые могли относительно эффективно выполнять свою работу с обедненной топливной смесью, катализатор внутри трехходового преобразователя, который снижает выбросы NOX, требует богатой топливной смеси. Но богатая топливная смесь увеличивает уровень СО в выхлопе. Таким образом, чтобы уменьшить все три загрязнителя (HC, CO и NOX), трехходовой преобразователь требует топливную смесь, которая постоянно изменяется или переворачивается с места на место от богатого к бедному. Это, в свою очередь, требует карбюрации с обратной связью или электронного впрыска топлива, а также датчика кислорода в выхлопе, чтобы следить за тем, что происходит с топливной смесью.

Как и в предыдущих двухсторонних преобразователях, трехсторонние преобразователи также требуют дополнительного кислорода от воздушного насоса или системы аспиратора, а некоторые преобразователи «трехсторонний плюс кислород» предназначены для того, чтобы воздух направлялся прямо к самому преобразователю для более эффективной работы.

Замена преобразователя

Конвертеры оригинального оборудования рассчитаны на 100 000 пробега, что многие делают, если не отравлены свинцом, кремнием или фосфором. Когда этилированный бензин был еще в наличии, переход на топливо для экономии средств вызвал преждевременную кончину многих конвертеров. Свинец покрывает катализатор, делая его бесполезным. Кремний, который используется в антифризе и некоторых типах герметиков RTV, имеет тот же эффект. Утечки охлаждающей жидкости в камере сгорания могут привести к попаданию кремния в выхлопные газы и разрушению преобразователя. Фосфор, который содержится в моторном масле, может загрязнить конвертер, если двигатель горит маслом из-за изношенных направляющих или колец клапана.

Конвертеры также могут выйти из строя, если они станут слишком горячими. Это может быть вызвано несгоревшим топливом в выхлопе. Способствующие факторы включают в себя богатую топливную смесь, пропуски зажигания (засоренная свеча зажигания или плохой провод свечи зажигания) или сгоревший выпускной клапан, который пропускает сжатие. Топливо в выхлопе имеет тот же эффект, что и сброс бензина на слой светящихся углей. Вещи становятся очень горячими очень быстро. Если температура преобразователя поднимается достаточно высоко, он может расплавить керамическую подложку, которая поддерживает катализатор, вызывая частичную или полную закупорку внутри. Это увеличивает противодавление, не позволяя двигателю выдохнуть и отнять у него мощность. Расход топлива может резко возрасти, и двигатель может чувствовать себя вялым на высоких скоростях. Или, если преобразователь полностью подключен, двигатель может заглохнуть после запуска и не перезапуститься.

Невозможно омолодить неисправный преобразователь, очистить или очистить подключенный преобразователь, поэтому замена является единственным вариантом ремонта. До 1995 модельного года на конвертеры распространялась федеральная гарантия на выбросы 5 000 000 миль (7 лет или 70 000 миль в Калифорнии). В 1995 году гарантия подскочила до 8 лет и 80000 миль.

Сменные преобразователи должны быть того же типа, что и оригинал (двухсторонний, трехсторонний или трехсторонний плюс кислород), одобрены EPA и установлены в том же месте, что и оригинал.

Новый преобразователь решит проблему с подключенным или неисправным преобразователем. Но если первопричина не будет диагностирована и исправлена, заменяющий преобразователь может постигнуть та же участь. Другие элементы, которые также должны быть проверены, включают воздушный насос и соответствующую сантехнику, датчик кислорода и систему управления с обратной связью. Например, вялый кислородный датчик может не позволить топливной смеси изменяться вперед и назад достаточно быстро, чтобы поддерживать работу преобразователя с максимальной эффективностью. Хотя это может не привести к расплавлению, оно может привести к достаточному увеличению загрязнения, чтобы транспортное средство не прошло испытание на выбросы. Если кислородный датчик полностью скончался, топливная смесь останется неподвижной, и двигатель, вероятно, будет работать слишком богато, что приведет к увеличению расхода топлива и выбросов.

Многие производители автомобилей рекомендуют проверять датчик кислорода с определенными интервалами пробега, чтобы избежать подобных проблем. Некоторые автомобили (в основном импортные) имеют индикатор напоминания, который горит каждые 30 000 миль или около того, чтобы напомнить автомобилисту о необходимости проверки или замены датчика кислорода.

Ведущий поставщик кислородных датчиков (Bosch) рекомендует заменять кислородные датчики для профилактического обслуживания примерно с тем же интервалом, что и свечи зажигания, в зависимости от применения. Не обогреваемые 1 или 2-проводные датчики O2 в приложениях с 1976 по начало 1990-х годов следует заменять через каждые 30 000–50 000 км. Подогреваемые 3- и 4-проводные датчики O2 в приложениях середины 1980-х и середины 1990-х годов должны заменяться через каждые 60 000 км. А в 1996 году и более новых автомобилях, оснащенных OBD II, рекомендуемый интервал замены составляет 100 000 км.

Клапаны PCV

Клапаны PCV обычно считаются элементом технического обслуживания, таким как свечи зажигания, и должны периодически проверяться и заменяться (обычно каждые 50 000 км). Клапан PCV откачивает продувочные пары из картера во впускной коллектор, чтобы пары не выходили в атмосферу. Одним из преимуществ PCV, помимо устранения выбросов при продувке, является то, что он вытягивает влагу из картера, продлевая срок службы масла. Влага может образовывать кислоты и осадок, которые могут привести к серьезному повреждению двигателя. Поэтому, если клапан или шланг PCV засоряются, это может привести к быстрому накоплению влаги и разрушению масла.

Клапан EGR

Клапан EGR не имеет рекомендуемого интервала замены или проверки, но это не означает, что это не вызовет проблем. EGR уменьшает образование оксидов азота, разбавляя смесь воздух / топливо с выхлопными газами. Это снижает температуру сгорания, чтобы поддерживать температуру ниже 2500 градусов по Фаренгейту, поэтому образуется мало NOX (чем выше температура пламени, тем выше скорость, с которой кислород и азот реагируют с образованием NOX). Как дополнительное преимущество, EGR также помогает предотвратить детонацию.

Сердцем системы является клапан EGR. Клапан открывает небольшой проход между впускным и выпускным коллекторами. Когда на мембрану клапана EGR подается перенесенный вакуум, он открывает клапан, позволяя всасыванию вакуума откачивать выхлопные газы во впускной коллектор. Это имеет тот же эффект, что и утечка вакуума, поэтому EGR используется только тогда, когда двигатель прогрет и работает на холостом ходу.

У некоторых автомобилей есть клапаны EGR с «отрицательным противодавлением», в то время как у других есть клапаны EGR с «отрицательным противодавлением». Оба типа полагаются на противодавление выхлопной системы, чтобы открыть клапан. Но эти два типа не являются взаимозаменяемыми. Трубопровод контроля вакуума к клапану рециркуляции отработавших газов обычно включает переключатель температуры вакуума (TVS) или соленоид для блокировки или удаления вакуума, пока двигатель не прогреется. На более новых автомобилях с компьютеризированным управлением двигателем компьютер обычно регулирует соленоид, чтобы дополнительно изменить открытие клапана EGR. В некоторых автомобилях даже есть клапан рециркуляции отработавших газов, который приводится в действие небольшим электродвигателем, а не приводится в действие вакуумом для еще более точного управления этой функцией выброса.

Клапаны рециркуляции отработавших газов обычно не требуют технического обслуживания, но могут забиться углеродистыми отложениями, которые приводят к заклиниванию клапана или препятствуют его правильному открытию или закрытию. Клапан рециркуляции отработавших газов, открытый при работе, будет действовать как утечка вакуума и станет причиной грубого холостого хода и остановки. Клапан рециркуляции отработавших газов, который отказал, отказывается открываться (или проход рециркуляции отработавших газов в коллекторе засорен), что приведет к повышенным выбросам NOX и может также вызвать проблему детонации (искровой стук). Грязные клапаны EGR иногда могут быть очищены, но если сам клапан неисправен, его необходимо заменить.

Другие части эмиссии

На более старых карбюраторных двигателях одно из нескольких устройств контроля выбросов может использоваться для уменьшения выбросов во время прогрева. В холодное время топливо испаряется медленно, поэтому нагрев воздуха перед его поступлением в карбюратор или корпус дроссельной заслонки улучшает испарение топлива и позволяет двигателю легче поддерживать сбалансированную воздушно-топливную смесь. Большинство таких двигателей имеют систему «впуска нагретого воздуха», которая вытягивает теплый воздух из «печи» вокруг выпускного коллектора в воздухоочиститель.

Термостат внутри воздухоочистителя контролирует вакуум на клапане на входе воздухоочистителя. Когда двигатель холодный, термостат пропускает вакуум к управляющему клапану, который закрывает заслонку для наружного воздуха, позволяя нагретому воздуху всасываться в воздухоочиститель. Когда двигатель прогревается, термостат начинает откачивать воздух, открывая дверь управления для наружного воздуха. Таким образом, термостат и дверца управления воздушным потоком способны поддерживать более постоянную температуру поступающего воздуха.

Одна часть, которая часто нужна здесь, — это гибкая трубка, которая соединяет воздухоочиститель с вытяжной плитой. В случае повреждения или отсутствия двигатель может замерзнуть и запнуться в холодном состоянии.

Еще одним средством раннего испарения топлива на старых двигателях V6 и V8 является «клапан подъема тепла». Клапан расположен на одном выпускном коллекторе. Когда двигатель холодный, клапан закрывается, чтобы блокировать поток выхлопных газов, поэтому он будет отводиться назад через перепускной канал во впускном коллекторе непосредственно под карбюратором. Горячий выхлоп нагревает коллектор для ускорения испарения топлива и прогрева двигателя. Как только двигатель прогреется, клапан теплообменника откроется. Клапан теплообменника необходимо заменить, если он залипает или не работает.

В некоторых двигателях электрически подогреваемая «решетка EFE» используется под карбюратором или корпусом дроссельной заслонки, чтобы способствовать испарению топлива, когда двигатель холодный. Таймер выключает сетку через определенный промежуток времени. Если сеть не нагревается (плохое реле, электрическое соединение и т. Д.), Двигатель может замерзнуть и запнуться в холодном состоянии.

EVAP

Выбросы в результате испарения из топливной системы (пары топлива) улавливаются и хранятся в угольном баллончике. Позже открывается продувочный клапан, позволяющий парам всасываться в двигатель и дожигаться. Система EVAP обычно не требует обслуживания. Крышка топливного бака также является частью системы EVAP и предназначена для предотвращения выхода паров топлива в атмосферу. Утечка или отсутствие крышки топливного бака может привести к тому, что автомобиль не пройдет испытание на выбросы.

Начиная с 1994 года некоторые американские автомобили были оснащены новой системой бортовой диагностики (OBD II), утвержденной правительством. К 1996 модельному году OBD II требовался для всех новых легковых автомобилей и легких грузовиков.

OBD 2 предназначен для обнаружения проблем с выбросами. При обнаружении проблемы загорается индикатор Check Engine, и диагностический код неисправности сохраняется в компьютере с трансмиссией. Позже код можно прочитать с помощью сканера, чтобы определить природу проблемы.

При использовании OBD 2 индикатор Check Engine загорается в любое время, когда выбросы превышают федеральные пределы на 50% при двух последовательных поездках или в случае отказа основной системы контроля выбросов. При использовании более ранних систем управления двигателем единственный способ выявить большинство проблем с выбросами состоит в том, чтобы дать транспортному средству испытание на выбросы, которое не требуется во многих сельских районах. Но OBD II есть на каждом 1996 году и более новых легковых и грузовых автомобилях, независимо от того, где он зарегистрирован в США. В отличие от теста на выбросы, который может проводиться только раз в год или два, OBD II контролирует показатели выбросов при каждом движении автомобиля.