sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2021-18-2-192-202sibadi-1259Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTВлияние скорости движения автомобиля на температуру поверхности системы выпуска отработавших газовVehicle speed influence on exhaust system surface temperatureБояршиновМ. Г.BoiarshinovM. G.

Бояршинов Михаил Геннадьевич − д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой автомобилей и технологических машин.

614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29

Mikhail G. Boiarshinov - Dr. of Sci., Professor, Head of the Cars and Technological Machines Department.

614990, Perm Territory, Perm, Komsomolsky Prospekt, 29

9128841776@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3157-6948КузнецовН. И.KuznetsovN. I.

Кузнецов Никита Игоревич − аспирант кафедры автомобилей и технологических машин.

614990, Пермский край, г. Пермь, Комсомольский пр., д. 29

Nikita I. Kuznetsov - Postgraduate Student, the Automobiles and Technological Machines Department.

614990, Perm Territory, Perm, Komsomolsky Prospekt, 29

totalgame123@gmail.comПермский национальный исследовательский политехнический университетРоссияPerm National Research Polytechnic UniversityRussian Federation202120052021182192202Copyright © Бояршинов М.Г., Кузнецов Н.И., 20212021Бояршинов М.Г., Кузнецов Н.И.Boiarshinov M.G., Kuznetsov N.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1259Введение

Введение. Рассматриваются причины образования повышенного количества конденсата в системе выпуска отработавших газов автомобиля при пониженной температуре окружающего воздуха. Поскольку скорость движения автомобиля – один из факторов, определяющих нагрев системы выпуска и образование конденсата, выполнено экспериментальное исследование по определению температуры элементов системы выпуска отработавших газов при различных скоростях движения автомобиля.

Цель данного исследования: установить особенности изменения температуры отдельных элементов системы выпуска отработавших газов в зависимости от времени при различной скорости движения автомобиля.

Материалы и методы

Материалы и методы. Последовательность проведения экспериментального исследования состояла в запуске «холодного» двигателя, производился разгон автомобиля и далее движение автомобиля с постоянной скоростью в течение 20 мин. Одновременно с запуском двигателя регистрировалась температура элементов системы выпуска отработавших газов. В работе для измерения температуры поверхности системы выпуска использовались термопары. Экспериментальные исследования проводились на автомобиле Toyota Camry с бензиновым двигателем в климатических условиях Пермского края.

Результаты

Результаты. Были получены зависимости температуры элементов системы выпуска от времени при различной скорости движения автомобиля. В экспериментальном исследовании установлено, что температура элементов системы выпуска отработавших газов устанавливается в течение 8–12 мин с начала движения автомобиля при постоянной скорости; задний глушитель имеет наибольшую вероятность образования конденсата.

Обсуждение и заключение

Обсуждение и заключение. Выполнен анализ особенностей изменения температуры системы выпуска отработавших газов при движении автомобиля в условиях пониженной температуры окружающего воздуха. Установленные закономерности могут быть использованы для получения информации о процессах накапливания конденсата в системе выпуска отработавших газов и направлены на прогнозирование количества накапливания конденсата в системе выпуска отработавших газов; на разработку новых решений, обеспечивающих надежную работу системы выпуска.

Introduction

Introduction. The reasons for the formation of an increased amount of condensate in the exhaust system of a car at a low ambient temperature are considered. Since the speed of the vehicle is one of the factors that determine the heating of the exhaust system and the formation of condensation, an experimental study was carried out to determine the temperature of the elements of the exhaust system at various vehicle speeds.

The purpose of this study: to establish the features of the temperature change of individual elements of the exhaust system, depending on time at different vehicle speeds

Materials and methods

Materials and methods. The sequence of the experimental study consisted of starting the “cold” engine, accelerating the car and then moving the car at a constant speed for 20 minutes. Simultaneously with the start of the engine, the temperature of the elements of the exhaust system was recorded. In this study, thermocouples were used to measure the surface temperature of the exhaust system. Experimental studies were carried out on a Toyota Camry with a gasoline engine in the climatic conditions of the Perm Territory.

Results

Results. The dependences of the temperature of the exhaust system elements on time were obtained at different speeds. In an experimental study, it was found that the temperature of the elements of the exhaust system is established within 8-12 minutes from the start of the vehicle at a constant speed; the rear muffler has the least surface heating, and therefore the greatest probability of the formation and accumulation of condensate.

Discussion and conclusion. The analysis of the peculiarities of the change in the temperature of the exhaust system during the movement of the vehicle in conditions of low ambient temperature is carried out. The established patterns can be used to obtain information on the processes of condensate accumulation in the exhaust system and are aimed at predicting the amount of condensate accumulation in the exhaust system; to develop new solutions to ensure reliable operation of the exhaust system.

система выпускаотработанные газытемпературный режимконденсатпостоянная скорость движенияexhaust systemexhaust gasestemperaturecondensateconstant speed of movementReferencesHashimoto R., Mori G., Yasir M., Tröger U., Wieser H. Impact of Condensates Containing Chloride and Sulphate on the Corrosion in Automotive Exhaust Systems // BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte. September 2013. Vol. 158 (9). pp. 377–383. Springer-Verlag Wien. [Электронный ресурс]: https://link.springer.com/article/10.1007/s00501-013-0180-6.Hashimoto R., Mori G., Yasir M., Tröger U., Wieser H. Impact of Condensates Containing Chloride and Sulphate on the Corrosion in Automotive Exhaust Systems. BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte, September 2013, 158 (9): 377–383. DOI: https://link.springer.com/article/10.1007/s00501-013-0180-6.González N. G. Condensation in Exhaust Gas Coolers. In: Junior C., Jänsch D., Dingel O. (eds) // Energy and Thermal Management, Air Conditioning, Waste Heat Recovery. ETA 2016. Springer, Cham. 2017. [Электронный ресурс]: https://doi.org/10.1007/978-3-319-47196-9_9.González N. G. Condensation in Exhaust Gas Coolers. Energy and Thermal Management, Air Conditioning, Waste Heat Recovery. ETA 2016. Springer, Cham. 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-47196-9_9.Лаушкин А.В., Хазиев А.А. Причины обводнения моторного масла в эксплуатации // Вестник МАДИ. 2012. № 1. С. 63−67.Laushkin A.V., Haziev A.A. Prichiny obvodnenija motornogo masla v jekspluatacii [Reasons for flooding engine oil in operation] Vestnik MADI, 2012, 1: 63−67. (in Russian)Gümpel, P., Schiller, D., Arlt, N. et al. Simulation of corrosion behaviour of stainless steels in passenger car exhaust systems. ATZ Worldw 106, 2004: 18–20: https://doi.org/10.1007/BF03224662Gümpel, P., Schiller, D., Arlt, N. et al. Simulation of corrosion behaviour of stainless steels in passenger car exhaust systems. ATZ Worldw 106, 2004: 18–20 DOI: https://doi.org/10.1007/BF03224662Лаушкин А.В., Хазиев А.А. Анализ факторов, влияющих на обводнение моторного масла при эксплуатации автомобиля // Автотранспортное предприятие. 2016. №4. С. 54–56.Laushkin A. V., Haziev A. A. Analiz faktorov, vlijajushhih na obvodnenie motornogo masla pri jekspluatacii avtomobilja [Analysis of factors affecting the flooding of motor oil during car operation] Avtotransportnoe predprijatie. 2016; 4: 54-56. (in Russian)Heil B., Enderle C., Herwig H., Strohmer E., Margadant A., Ruth W. The Exhaust System of the Mercedes SL500. -MTZ worldwide. January 2002. -Vol. 63. -Iss. 1. -pp. 2-5. https://doi.org/10.1007/BF03227514Heil B., Enderle C., Herwig H., Strohmer E., Margadant A., Ruth W. The Exhaust System of the Mercedes SL500. MTZ worldwide. 2002. 63(1): 2-5. https://doi.org/10.1007/BF03227514Krüger, J., Pommerer, M. & Jebasinski, R. Active exhaust silencers. MTZ Worldw 71, 2010. pp. 4–9. https://doi.org/10.1007/BF03227026Krüger, J., Pommerer, M. & Jebasinski, R. Active exhaust silencers. MTZ Worldw 71, 2010: 4–9. DOI: https://doi.org/10.1007/BF03227026Kuznetsov N.I., Petukhov M.Yu., Khaziev A. A., Laushkin A. V. Problem of Accumulation and Freezing of Condensate in the Exhaust Gases of Cars at Low Temperatures // Applied Mechanics and Materials. June 2016. Vol. 838. pp. 47–55.Kuznetsov N.I., Petukhov M.Yu., Khaziev A. A., Laushkin A. V. Problem of Accumulation and Freezing of Condensate in the Exhaust Gases of Cars at Low Temperatures, Applied Mechanics and Materials. June 2016; 838:47–55. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.838.47.Kim, M.J., Woo, S.H., Kim, J.G. et al. Effect of Weld Oxide on the Corrosion Resistance of Gas Metal Arc Welded Ferritic Stainless Steel Exposed to Simulated Exhaust Condensate. Oxid Met 84, 2015. pp. 397–411 https://doi.org/10.1007/s11085-015-9561-4Kim, M.J., Woo, S.H., Kim, J.G. et al. Effect of Weld Oxide on the Corrosion Resistance of Gas Metal Arc Welded Ferritic Stainless Steel Exposed to Simulated Exhaust Condensate. Oxid Met 84, 2015. pp. 397–411 DOI: https://doi.org/10.1007/s11085-015-9561-4Morgan, M.L. Failure Analysis of an 18% Cr Ferritic Stainless Steel in a Simulated Exhaust Condensate Containing Urea. J Fail. Anal. and Preven. 18, 2018 pp. 117–120. https://doi.org/10.1007/s11668-018-0387-7Morgan, M.L. Failure Analysis of an 18% Cr Ferritic Stainless Steel in a Simulated Exhaust Condensate Containing Urea. J Fail. Anal. and Preven. 18, 2018: 117–120 DOI: https://doi.org/10.1007/s11668-018-0387-7Curà F., Mura A. Aging characterization of metals for exhaust systems // International Journal of Automotive Technology. June 2012. Volume 13. Issue 4: 629–636.: https://doi.org/10.1007/s12239-012-0061-0Curà F., Mura A. Aging characterization of metals for exhaust systems. International Journal of Automotive Technology. June 2012. 13(4): 629–636. DOI: https://doi.org/10.1007/s12239-012-0061-0Abdoli M., Rahimi H. & Godarzizadeh A. Investigation of Failure in Automotive Exhausts // J Fail. Anal. and Preven. 2011. 11: 679.: https://doi.org/10.1007/s11668-011-9502-8Abdoli M., Rahimi H. & Godarzizadeh A. Investigation of Failure in Automotive Exhausts. J Fail. Anal. and Preven. 2011. 11: 679. DOI: https://doi.org/10.1007/s11668-011-9502-8Кузнецов Н.И. Количественная оценка содержания в отработавших газах воды, поступающей в двигатель с атмосферным воздухом // Вестник ПНИПУ. Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2017. №1. С. 77−87. https://doi.org/10.15593/24111678/2017.01.06.Kuznecov N.I. Kolichestvennaya ocenka soderzhaniya v otrabotavshih gazah vody, postupayushchej v dvigatel’ s atmosfernym vozduhom [Quantification of the content in the exhaust gas of water entering the engine with atmospheric air] Vestnik PNIPU. Transport. Transportnye sooruzheniya. Ekologiya. 2017; 1: 77-87. DOI: 10.15593/24111678/2017.01.06Лаушкин А.В., Хазиев А.А. Количественная оценка образования воды при сгорании автомобильного топлива // Автотранспортное предприятие. 2015. №12. С. 37–39.Laushkin A. V., Haziev A. A. Kolichestvennaja ocenka obrazovanija vody pri sgoranii avtomobil’nogo topliva [Quantification of the formation of water during the combustion of automotive fuel] Avtotransportnoe predprijatie. 2015, 12: 37-39. (in Russian)Лаушкин А.В., Хазиев А.А. Количественная оценка попадания воды в моторное масло из атмосферного воздуха при эксплуатации автомобиля // Автотранспортное предприятие. 2015. №7. С. 40–42.Laushkin A. V., Haziev A. A. Kolichestvennaja ocenka popadanija vody v motornoe maslo iz atmosfernogo vozduha pri jekspluatacii avtomobilja [A quantitative assessment of the ingress of water into engine oil from atmospheric air during car operation] Avtotransportnoe predprijatie. 2015, 7: 40-42. (in Russian)Бояршинов М.Г., Кузнецов Н.И. Температурный режим системы выпуска автомобиля при пониженных температурах // Мир транспорта. 2019. 17(4). С. 48–67. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2019-17-48-67.Bojarshinov M.G., Kuznecov N.I. Temperaturnyj rezhim sistemy vypuska avtomobilja pri ponizhennyh temperaturah [The temperature regime of the car exhaust system at low temperatures] Mir transporta. 2019; 17(4): 48-67. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2019-17-48-67 (in Russian)Бояршинов М.Г., Лобов Н.В., Кузнецов Н.И., Мартемьянов А.О. Температурный режим системы выпуска отработанных газов автомобиля в условиях пониженных температур // Вестник ПНИПУ. Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2018. №3. С. 5–16. 10.15593/24111678/2018.03.01.Boyarshinov M.G., Lobov N.V., Kuznecov N.I., Martem’yanov A.O. Temperaturnyj rezhim sistemy vypuska otrabotannyh gazov avtomobilya v usloviyah ponizhennyh temperatur [The temperature regime of the exhaust system of the vehicle in low temperatures] Vestnik PNIPU. Transport. Transportnye sooruzheniya. Ekologiya. 3: 5-16. DOI: 10.15593/24111678/2018.03.01 (in Russian)Мороз С.М. Технология автоматического индивидуального нормирования расхода топлива для автотранспортных средств // Грузовик. 2019. № 3. С. 11–15.Moroz S.M. Tehnologija avtomaticheskogo individual’nogo normirovanija rashoda topliva dlja avtotransportnyh sredstv [Technology of automatic individual regulation of fuel consumption for vehicles] Gruzovik, 2019, 3: 11-15. (in Russian)Болдин А.П., Максимов В.А., Постолит А.В., Миротин Л.Б., Хазиев А.А. Методика оперативного определения норм расхода топлива городскими автобусами с учётом сложности маршрута движения // Автомобильная промышленность. 2018. №6. С. 22–26.Boldin A.P., Maksimov V.A., Postolit A.V., Mirotin L.B., Haziev A.A. Metodika operativnogo opredelenija norm rashoda topliva gorodskimi avtobusami s uchjotom slozhnosti marshruta dvizhenija [The methodology for the rapid determination of fuel consumption rates by city buses, taking into account the complexity of the route of movement] Avtomobil’naja promyshlennost’, 2018, 6: 22-26. (in Russian)Щурин К.В., Третьяк Л.Н., Герасимов Е.М., Вольнов А.С. Гармонизация стандартов европейского союза и российской федерации по оценке влияния автотранспорта на экологические системы городов // Грузовик. 2012. №9.Shhurin K.V., Tret’jak L.N., Gerasimov E.M., Vol’nov A.S. Garmonizacija standartov evropejskogo sojuza i rossijskoj federacii po ocenke vlijanija avtotransporta na jekologicheskie sistemy gorodov [Harmonization of standards of the European Union and the Russian Federation for assessing the impact of vehicles on the ecological systems of cities] Gruzovik, 2012; 9. (in Russian)Благонравов А.А., Юркевич А.А., Юркевич А.В. Расход топлива при движении в городском ездовом цикле автомобиля с бесступенчатым механическим трансформатором // Журнал автомобильных инженеров. 2014.Blagonravov A.A. Jurkevich A.A. Jurkevich A.V. Rashod topliva pri dvizhenii v gorodskom ezdovom cikle avtomobilja s besstupenchatym mehanicheskim transformatorom [Fuel consumption when driving in a city driving cycle of a car with a stepless mechanical transformer] Zhurnal Avtomobil’nyh inzhenerov, 2014. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.