Влияние скорости движения автомобиля на температуру поверхности системы выпуска отработавших газов

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. 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. 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. 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.

1. 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. Vol. 158 (9). pp. 377–383. Springer-Verlag Wien. [Электронный ресурс]: https://link.springer.com/article/10.1007/s00501-013-0180-6.

2. 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.

3. Лаушкин А.В., Хазиев А.А. Причины обводнения моторного масла в эксплуатации // Вестник МАДИ. 2012. № 1. С. 63−67.

4. 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/BF03224662

5. Лаушкин А.В., Хазиев А.А. Анализ факторов, влияющих на обводнение моторного масла при эксплуатации автомобиля // Автотранспортное предприятие. 2016. №4. С. 54–56.

6. 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/BF03227514

7. Krüger, J., Pommerer, M. & Jebasinski, R. Active exhaust silencers. MTZ Worldw 71, 2010. pp. 4–9. https://doi.org/10.1007/BF03227026

8. 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. Vol. 838. pp. 47–55.

9. 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/s11085-015-9561-4

10. Morgan, 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/s11668-018-0387-7

11. Curà 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/s12239-012-0061-0

12. Abdoli M., Rahimi H. & Godarzizadeh A. Investigation of Failure in Automotive Exhausts // J Fail. Anal. and Preven. 2011. 11: 679.: https://doi.org/10.1007/s11668-011-9502-8

13. Кузнецов 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.

14. Лаушкин А.В., Хазиев А.А. Количественная оценка образования воды при сгорании автомобильного топлива // Автотранспортное предприятие. 2015. №12. С. 37–39.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Мороз С.М. Технология автоматического индивидуального нормирования расхода топлива для автотранспортных средств // Грузовик. 2019. № 3. С. 11–15.

19. 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.

20. 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.

21. 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.