Система впрыска вторичного воздуха [A] помогает Kawasaki поддерживать уровень выбросов выхлопных газов мотоциклов ниже установленных норм. Эта система всасывает воздух в выхлопные отверстия, разбавляет и сжигает вредные компоненты в выхлопных газах, чтобы уменьшить их количество. Это позволяет установить карбюратор в разумное положение, не делая смесь слишком бедной, поэтому производительность двигателя и фактические ходовые качества не ухудшаются.
Однако в связи с тенденцией ужесточения норм выбросов компания Kawasaki внедрила два каталитических нейтрализатора [B] в дополнение к системе впрыска вторичного воздуха. Кроме того, был принят карбюратор типа BDSR 36 из-за его хорошего соотношения цены и производительности. В результате мы можем снизить выбросы выхлопных газов ниже действующих стандартов, не влияя на производительность и реальные ощущения от езды. Вредные ингредиенты в выхлопных газах значительно сокращаются при работе в режиме регулирования выбросов, например, LA4 или EC. В качестве фактических примеров, оксид углерода (CO) сокращается примерно на 70%, углеводороды (HC) примерно на 60%, оксиды азота (NOx) примерно на 10%.
Кроме того, для повышения надежности системы мы устанавливаем клапаны отсечки топлива [C] в качестве системы защиты катализатора.
Выхлопные газы после очистки
Система снижения выбросов выхлопных газов Kawasaki
1. Система очистки выхлопных газов
Выходящий из камеры сгорания сгоревший газ нагнетается вторичным воздухом (добавляющим необходимый кислород), очищается, проходя через два небольших каталитических нейтрализатора в соединительной трубе и основной каталитический нейтрализатор в глушителе, а затем выбрасывается в атмосферу.
Система впрыска вторичного воздуха
1) Для окисления CO и HC катализаторами необходимо соответствующее количество кислорода. Поскольку в исходном газе сгорания остается мало кислорода, воздух впрыскивается в выпускные отверстия с помощью системы вторичного впрыска воздуха, чтобы обеспечить подачу достаточного количества кислорода в газ сгорания для очистки от CO и HC в определенной степени, а также для подготовки к активации катализаторов. Поскольку карбюратор настроен на более богатый уровень [A], а соотношение воздух/топливо (A/F) составляет около 11-14, уровень NOx с самого начала находится на более низком уровне, как показано на рисунке. А после камер сгорания смесь A/F становится обедненной (около 13,5-15) из-за впрыска вторичного воздуха и сгорания.
Выхлопные газы до очистки
2) Предкаталитические нейтрализаторы [A].
В трубе впереди на стыке [B] глушителя установлен малогабаритный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (предкаталитический нейтрализатор). Предкаталитический нейтрализатор изготовлен из перфорированной металлической трубы [С] из нержавеющей стали, а его поверхность покрыта оксидом алюминия, на который нанесены платина и родий в качестве катализаторов. Как правило, температура выхлопных газов должна быть выше температуры активации, поэтому мы устанавливаем этот предкаталитический нейтрализатор в верхней части основного каталитического нейтрализатора, где температура выхлопных газов высокая. Соответственно, предкаталитический нейтрализатор будет активироваться даже в условиях низкой нагрузки. Активация предкаталитического нейтрализатора повышает температуру выхлопных газов за счет каталитической реакции, что способствует более эффективной работе основного каталитического нейтрализатора. Предварительный каталитический нейтрализатор в определенной степени очищает от CO, HC и NOx.
3) Главные каталитические нейтрализаторы [D].
Нейтрализатор представляет собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, на который нанесены платина и родий, и имеет цилиндрическую металлическую сотовую структуру [E], изготовленную путем сгибания гофрированного листа и плоского листа нержавеющей стали в спираль увеличивающегося диаметра. Основной каталитический нейтрализатор установлен в первой расширительной камере глушителя. Когда выхлопные газы проходят через верхнюю часть системы вторичного впрыска воздуха, предкаталитический нейтрализатор и внутреннюю часть сот, основной каталитический нейтрализатор работает эффективно, снижая выбросы CO, HC и NOx. Таким образом, мы можем удерживать его в пределах регулирования.
Сотовая структура удобна для каталитического нейтрализатора, поскольку имеет большую площадь поверхности, но малый размер для эффективного реагирования и имеет низкое сопротивление выхлопным газам. Кроме того, его внутренняя прочность помогает противостоять вибрации, а простая конструкция приваривается непосредственно к глушителю.
Каталитические нейтрализаторы
2. Система защиты катализатора
Когда во время работы двигателя в выхлопные газы попадает больше допустимого количества несгоревшего бензина, температура катализаторов аномально повышается, поскольку несгоревший бензин реагирует с нагретыми катализаторами (при температуре активации или выше). В случае чрезмерного количества возникает проблема, например, расплавление. Более того, существует вероятность, что эффективность очистки ухудшается при охлаждении (ниже температуры активации). Поэтому клапан отсечки топлива [A] в качестве системы защиты катализатора устанавливается на каждой поплавковой камере карбюратора [B]. Он работает от воспламенителя IC и открывает и закрывает топливный канал к главному жиклеру [C]. Система защиты катализатора работает в следующих случаях.
1) Предотвращение вытекания несгоревшего бензина при срабатывании ограничителя скорости.
Ограничитель имеет функции отсечки топлива и зажигания.
2) Предотвращение вытекания несгоревшего бензина при выключении выключателя двигателя во время работы.
При выключении выключателя двигателя во время движения мотоцикла по инерции подача топлива прекращается. Например, подача топлива прекращается в нештатных условиях эксплуатации, когда вы спускаетесь по склону с выключенным выключателем двигателя.
3) Предотвращение утечки несгоревшего бензина при пропуске зажигания путем отключения первичной обмотки в стержневой катушке.
Подача топлива прекращается, когда электрический ток первичной катушки становится ненормальным из-за отключения первичной катушки при работающем двигателе.
4) Предотвращение блокировки электромагнитного клапана
Если водитель постоянно эксплуатирует двигатель ниже красной зоны на тахометре, то воспламенитель IC не управляет ограничителем скорости, а система защиты катализатора не имеет возможности сработать. Старое топливо может засорить клапаны отсечки топлива, которые остаются в поплавковых камерах. Чтобы справиться с этой проблемой, воспламенитель IC проверяет клапаны отсечки топлива при запуске двигателя и предотвращает блокировку клапанов.
5) Использование этилированного бензина запрещено полностью,
Этилированный бензин снижает эффективность очистки катализаторов.
Эффективность системы защиты катализатора можно резюмировать следующим образом.
Клапан отсечки топлива
Эффективность системы защиты катализатора
| № | Состояние работы | Выключатель зажигания | Выключатель остановки двигателя | Система защиты | Клапан отсечки топлива | Средство (Действие) |
| 1 | Нормальный | ON | ON | OFF | OPEN | • Не обязательно (нормальное состояние) |
| 2 | Производительность при превышении скорости | ON | ON | ON | CLOSE | • Не обязательно |
| 3 | Ненормальный (пропуск зажигания) • Дефекты на первичной стороне катушки стержня | ON | ON | ON | CLOSE | • Проверьте соединение на первичной стороне катушки зажигания. |
| 4 | Ненормальный (пропуск зажигания) • Дефекты на вторичной стороне катушки стержня • Батарея разряжена. • Загрязнение свечей зажигания • Дефекты приемной катушки • Дефекты воспламенителя ИС • Дефекты карбюратора | ON | ON | OFF | OPEN | • Осмотрите катушку. • Зарядите аккумулятор. • Очистите свечу зажигания и отрегулируйте зазор. • Осмотрите и замените приемную катушку. • Осмотрите и замените воспламенитель IC. • Осмотрите и отрегулируйте карбюратор. |
| 5 | Ненормально (нет искры) • Короткий выключатель остановки двигателя • Во время движения мотоцикла по инерции не выключайте двигатель. | ON | OFF | ON | CLOSE | • Осмотрите и отремонтируйте выключатель остановки двигателя. • Включите выключатель двигателя и запустите двигатель. |
| 6 | Ненормально (нет искры) • Короткое замыкание выключателя зажигания • Во время движения мотоцикла по инерции не выключайте зажигание. | OFF | ВКЛ или ВЫКЛ | OFF | OPEN | • Осмотрите и замените выключатель зажигания. • Включите зажигание и остановку двигателя и запустите двигатель. |
3. Техническое обслуживание
Специальное обслуживание не требуется, за исключением проверки клапана всасывания воздуха (описание которого приведено в настоящем руководстве).
1) Замена глушителя в сборе
Заменить только каталитические нейтрализаторы невозможно, так как они вварены в глушитель. Итак, в следующем случае также необходима замена глушителя в сборе.
- В случае использования непредназначенного топлива (этилированный бензин и т.п.):
- Эффективность очистки снижается за очень короткий промежуток времени, поскольку свинец отравляет каталитические нейтрализаторы. Хотя внешний вид нейтрализатора и работа двигателя не ухудшаются, замена глушителя в сборе необходима для обеспечения эффективности очистки выхлопных газов.
- В случае, если каталитические нейтрализаторы расплавились из-за перегрева: Особенно в случае, если в каталитические нейтрализаторы попадает большое количество несгоревшего бензина в экстремальных условиях работы, выходящих за рамки здравого смысла, существует вероятность того, что катализаторы вступят в реакцию с избыточным содержанием и каталитические нейтрализаторы сильно перегреются. Если они расплавятся, это приведет к снижению производительности двигателя, ухудшению уровня шума выхлопных газов и эффективности очистки. Поэтому необходимо заменить глушитель.
2) Долговечность.
Он имеет такую же долговечность, как и обычный глушитель.
3) Утилизация в отходы.
Поскольку никаких вредных токсичных веществ специально не используется, его можно утилизировать как обычные промышленные отходы. Корпус глушителя изготовлен из алюминиевой стали. Каталитический нейтрализатор также изготовлен из нержавеющей стали, на поверхности которой находится оксид алюминия, а основными компонентами катализаторов являются платина и родий.
4. Меры предосторожности при обращении
Система защиты катализатора от неправильного обращения применяется на транспортных средствах с катализаторами. Однако мы запрещаем слишком сильно зависеть от системы во время работы.
1) Используйте только неэтилированный бензин: использование этилированного бензина полностью запрещено. Можно использовать только топливо и присадки, указанные в руководстве по эксплуатации.
2) Используйте моторное масло, указанное в руководстве пользователя: в случае наличия в составе некоторых ингредиентов, отрицательно влияющих на катализаторы (например, фосфор "P", свинец "Pb", сера "S"), эффективность очистки снижается.
3) Запрещается движение накатом (например, запуск двигателя при движении под уклон) при выключенной системе зажигания: работа двигателя без зажигания приводит к большому расходу несгоревшего бензина и снижению эффективности очистки, а также расплавлению катализаторов при температуре активации и выше.
При выключенном зажигании [A] клапаны отсечки топлива [B] не работают. Поэтому избегайте движения накатом при выключенном зажигании.
Не запускайте двигатель и не двигайтесь накатом при пропусках зажигания, которые возникают из-за таких дефектов, как плохое соединение свечи зажигания с вторичной обмоткой катушки зажигания [C].
Не двигайтесь слишком долго по инерции с выключателем остановки двигателя [D] в положении OFF. При условии, что выключатель остановки двигателя выключен во время работы, воспламенитель IC [E] закрывает клапаны отсечки топлива, чтобы перекрыть подачу топлива.
Не запускайте двигатель и не двигайте мотоцикл слишком долго накатом, если первичная проводка катушки зажигания не подключена полностью (пропуски зажигания). Неполное подключение или отключение первичной катушки приводит к тому, что клапаны отсечки топлива начинают отсечку топлива. В этом случае, с точки зрения защиты катализаторов, подача топлива во все цилиндры прекращается, даже если пострадал один цилиндр.
Система снижения выбросов выхлопных газов Kawasaki
Не включайте ограничитель скорости слишком часто, чтобы защитить двигатель. (Ограничитель скорости имеет систему защиты, которая одновременно применяет метод отключения зажигания и метод отключения подачи топлива. Обычная система применяет метод подачи топлива).
Не запускайте двигатель, даже если хотя бы в одном цилиндре произошел пропуск зажигания или двигатель работает нестабильно. В этом случае обратитесь в ближайший сервисный центр для устранения неисправности. Если у вас нет выбора, кроме как бежать в одиночку, поддерживайте обороты двигателя на минимально возможном уровне и постарайтесь закончить бег как можно скорее.
Если аккумулятор разряжен, не запускайте двигатель с толкача. Подключите другой полностью заряженный аккумулятор с помощью соединительных кабелей и запустите двигатель.
5. Дополнительная информация
1) Система вторичного впрыска воздуха
Механизм прост, а потери мощности минимальны, поскольку система использует вакуумное давление, создаваемое импульсами выхлопных газов.
Вторичный впрыск воздуха способствует более полному сгоранию топливно-воздушной смеси (первичный воздух означает воздух, который проходит через впускной трубопровод). Когда выпускной клапан открывается, и сгоревшее топливо проходит через выпускной клапан, поток свежего воздуха вводится через всасывающий воздушный клапан. Этот свежий воздух сжигает несгоревший газ и преобразует оксид углерода (CO) и углеводороды (HC) в безвредный диоксид углерода (CO₂) и воду (H₂O).
CO + 1/2 O₂ → CO₂
HC + O₂ → CO₂ + H₂ O
Система вторичной подачи воздуха состоит из вакуумного переключающего клапана и двух клапанов всасывания воздуха. Без использования воздушного насоса воздушный всасывающий клапан может втягивать свежий воздух в выпускной канал вблизи выпускных клапанов за счет разрежения, создаваемого импульсами выхлопных газов.
Клапаны всасывания воздуха
Воздушные всасывающие клапаны представляют собой обратные клапаны, которые пропускают свежий воздух только из воздухоочистителя по воздушным шлангам в выпускное отверстие и предотвращают обратный поток. Периодически снимайте и проверяйте клапаны всасывания воздуха (см. Верхняя часть двигателя глава в этом руководстве по обслуживанию). Также снимите и осмотрите всасывающие воздушные клапаны, когда обороты холостого хода нестабильны, мощность двигателя значительно снижена или есть необычные шумы двигателя.
Вакуумный переключающий клапан
Хотя вакуумный переключающий клапан обычно допускает вторичный поток воздуха, он закрывается, когда во время торможения двигателем на впускном трубопроводе создается высокий вакуум (низкое давление). Это необходимо для отключения вторичного потока воздуха и предотвращения взрывов в выпускных отверстиях, которые могут быть вызваны избытком несгоревшего топлива в выхлопной трубе во время замедления. Эти взрывы или обратные удары в выхлопной системе могут повредить клапаны всасывания воздуха.
Регулярная проверка вакуумного переключающего клапана не требуется. Если во время торможения двигателем в выхлопной системе часто происходят обратные вспышки или если слышны необычные шумы двигателя, проверьте вакуумный клапан переключения, как описано в тексте (см. Верхняя часть двигателя главу в данном Руководстве по техническому обслуживанию).
Система впрыска вторичного воздуха
1. Корпус воздухоочистителя; 2. Воздушный шланг; 3. Глушитель впускного отверстия; 4. Вакуумный переключающий клапан; 5. Клапан всасывания воздуха; 6 Выпускной клапан; 7. Карбюраторы; 8. Впускной патрубок; 9. Впускной клапан
2) Работа трехкомпонентного каталитического нейтрализатора.
Трехкомпонентные катализаторы используются для каталитических нейтрализаторов и основного каталитического нейтрализатора. Эти нейтрализаторы могут одновременно очищать от оксида углерода (CO), углеводородов (HC) и оксидов азота (NOx).
CO и HC окисляются (добавляется O) платиной (Pt) и преобразуются в безвредный углекислый газ (CO₂) и воду (H₂O), а затем выхлопные газы очищаются:
CO + 1/2 O₂ → CO₂
HC + O₂ → CO₂ + H₂O
NOx восстанавливается (O удаляется) родием (Rh) и преобразуется в безвредные азот (N₂) и кислород (O₂), а выхлопные газы очищаются.
NOx → N₂ + O₂
Основной каталитический нейтрализатор
3) Свойство катализатора.
Большинство катализаторов представляют собой порошки металлов или металлических соединений, и они увеличивают скорость химической реакции.
Предполагается, что катализаторы каким-то образом ослабляют связи реагирующих веществ. Другими словами, они снижают энергию активации, тем самым позволяя реакции протекать быстрее. Для активации катализаторов температура выхлопных газов должна быть выше температуры активации, которая для новых катализаторов составляет 220–230°C, а для отработанных катализаторов (после пробега 10000–20000 км) — 270–280°C.
Сам катализатор не претерпевает никаких постоянных химических изменений и может быть восстановлен после завершения химической реакции. Таким образом, глушитель со встроенным катализатором имеет такую же долговечность, как и обычный глушитель.
Предполагается, что механизм каталитического действия представляет собой поверхностное явление, при котором реагенты абсорбируются на небольшой части поверхности катализатора. Каталитический нейтрализатор изготовлен из нержавеющей стали, а на поверхность нанесен оксид алюминия (оксид алюминия Al₂ O₃). Оксид алюминия хорошо прилипает к стенке из нержавеющей стали, а катализатор очень хорошо прилипает к оксиду алюминия. Поверхность оксида алюминия неоднородна и имеет углы, края, дислокации и границы зерен. Катализатор наносится на оксид алюминия, в результате чего поверхность катализатора становится шероховатой. Чем шероховатее поверхность, тем активнее катализатор адсорбирует реагенты.
Если адсорбируются различные примеси, такие как свинец, они блокируют небольшую часть поверхности катализатора, предотвращая поглощение CO, HC и NOx. Вот почему этилированное топливо отравляет катализатор без какого-либо разрушения поверхности или выделения тепла.
Катализаторы, как правило, эффективны в небольших количествах. Катализатор может ускорить реакцию реагентов, масса которых в несколько тысяч или миллионов раз превышает его собственную. Трехкомпонентный катализатор представляет собой смесь платины (Pt) и родия (Rh), которые являются дорогостоящими. Но в нейтрализаторе используется всего лишь около 0,05 грамма Pt и 0,01 грамма Rh, а в основном каталитическом нейтрализаторе — всего около 0,4 грамма Pt и 0,1 грамма Rh.
