Вопрос

Зачем нужен катализатор, расположенный сразу после выпускного коллектора

Во многих дешёвых автомобилях, выхлопные системы которых я изучал, каталитический нейтрализатор всегда располагался сразу после выпускного коллектора, а не после нижней/передней трубы, как в «типичной» выхлопной системе.
Почему в дешёвых автомобилях всё устроено именно так? Какую выгоду может получить производитель, разместив каталитический нейтрализатор сразу после коллектора, кроме более коротких проводов для датчиков кислорода? Или я ошибаюсь и в этих автомобилях два каталитических нейтрализатора, как в некоторых других?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/41509/whats-the-purpose-of-having-the-cat-right-after-the-exhaust-manifold

13 Комментариев

  1. Небольшие каталитические нейтрализаторы, установленные рядом с выпускным коллектором, позволяют быстро прогреваться и включаться как можно скорее после запуска двигателя. Пусковая смесь обычно насыщенная и нуждается в окислении для снижения выбросов HC и CO. Датчик O2, установленный перед катализатором cc catalyst, контролирует обогащение / обеднение смеси, обеспечивая работу двигателя в соответствии с химически правильным стехиометрическим соотношением воздух-топливо для оптимальной работы cat. Второй катализатор, установленный под седлом, предназначен для того, чтобы способствовать снижению содержания NOx после удаления HC и CO выше по потоку. Датчик O2 между каталитическими нейтрализаторами контролирует состав выхлопной смеси, чтобы можно было изменить впрыск топлива и гарантировать, что во второй каталитический нейтрализатор попадет очень мало O2. Для того чтобы NOx отдавал свой кислород, лучше всего, чтобы выхлопная смесь была слегка обогащенной. Таким образом, для окисления углеводородов и угарного газа каталитическому нейтрализатору с дожиганием необходима слегка обедненная смесь. Для снижения уровня NOx каталитическому нейтрализатору с дожиганием необходима слегка обогащенная смесь. Датчики O2 сообщают компьютеру управления двигателем о состоянии выхлопной системы и тем самым регулируют впрыск топлива. Система управления подачей топлива должна работать в режиме тонкого балансирования, чтобы обеспечивать отличные результаты.


  1. В дешёвых моделях катализатор является частью выпускного коллектора, то есть коллектор и катализатор представляют собой единое целое. Это сделано для экономии средств.



    Ответ о сохранении тепла верен, но это не тот фактор, который действительно влияет на стоимость дешёвых моделей. В некоторых автомобилях турбокомпрессор встроен в коллектор или коллектор является частью самой головки блока цилиндров. Всё зависит от стоимости.



    Такие дешёвые автомобили проектируются с учётом различных требований к обслуживанию. В некоторых случаях это означает, что кошку будет легче заменить, хотя я не думаю, что дизайнеры учитывают это в одноразовых моделях. Возможно, они предполагают, что автомобиль будет списан задолго до того, как потребуется замена кошки.



    Взгляните на изображения Toyota Aygo cat.


  1. Основная цель установки каталитического нейтрализатора сразу после выпускного коллектора — нагрев. Катализатор лучше всего работает при высокой температуре. Установка как можно ближе к выпускному коллектору помогает катализатору быстрее нагреваться и сохранять высокую температуру, что обеспечивает более эффективную работу в соответствии с его назначением: снижать выбросы выхлопных газов.


  1. Ух ты, никогда такого не видел. Очень интересный дизайн. Как думаешь, не ухудшает ли производительность наличие ограничений в выхлопной системе сразу после коллектора, где нет места для расширения газов?
  1. @MasonWheeler — ты же знаешь, что говорят о кошках и интернете... идут рука об руку.
  1. Это должно быть очевидно. Всем известно, что кошки любят тепло. От него они сворачиваются калачиком и довольно мурлычут.
  1. @method — я полагаю, что первая система предназначена для контроля CO и HC, а вторая — для контроля NOx. По крайней мере, я полагаю, что она предназначена именно для этого. Некоторые производители по какой-то причине предпочитают разделять эти две системы.
  1. @juhist так зачем нужны две катушки? для более эффективного контроля выбросов? они обе с трёхкомпонентным катализатором? почему бы не использовать только одну катушку
  1. @method Традиционно считалось, что для повышения производительности лучше использовать коллекторы с плавными изгибами и одинаковой длиной каналов. Однако на YouTube есть видео, в котором с помощью динамометрического стенда сравнивается мощность двигателя со стальными высокопроизводительными выпускными коллекторами. В одном из сравнений используется коллектор, установленный прямо из коробки, затем его часть, соединяющая коллектор с двигателем, разбивается молотком, и результаты оказываются примерно одинаковыми. Я думаю, что это зависит от типа двигателя и области применения, но ТРАДИЦИОННОЕ мышление говорит о том, что это снизит производительность. Я в этом не уверен.
  1. @method Вероятно, это следовало опубликовать в виде вопроса. На самом деле я не уверен, и мне не совсем понятно объяснение Paulster2, поскольку кислород для веществ, которых слишком мало (CO, HC), поступает из кислорода для веществ, которых слишком много (NOx). Эти две реакции нельзя разделить, поскольку они идут рука об руку! На мой взгляд, имело бы смысл установить только один каталитический нейтрализатор очень близко к выпускному коллектору.
  1. @juhist — абсолютно верно. Похоже, вы только что об этом упомянули, так что спасибо за помощь!
  1. Отличный ответ! +1. Однако я бы упомянул, что в некоторых автомобилях на самом деле два каталитических нейтрализатора: один расположен близко к выпускному коллектору, а другой — чуть дальше.
  1. Я не разбираюсь в автомобилях, но когда я увидел этот вопрос на боковой панели Hot Network Question, он показался мне похожим на заголовок из Arqade, что-то про то, как кошка забирается на блок двигателя.
Вы уже ответили на этот вопрос