Пар против бензина
О чём подумает обыватель услышав о паровом автомобиле? Наверное, на ум придут неспешные паровозы, громоздкие котлы, закипающие по полчаса, да клубы пара и дыма. Паровая машина ассоциируется с чем угодно, но только не с образом небольшого проворного автомобиля, по виду которого и не скажешь, что под капотом у него нет привычного ДВС.
Какое-то время автомобили с электродвигателями, паровыми машинами и ДВС успешно конкурировали друг с другом на рынке. В 1902 году в Америке из 909 новых зарегистрированных автомобилей 485 были паровыми. Но уже к началу 1910-х конструкторы смогли значительно улучшить ДВС введя такие новшества, как электростартер. Эпоха пара стремительно заканчивалась. Самые совершенные паровые автомобили 1920-х годов совершили свой последний рывок, но не смогли составить конкуренцию массовым и недорогим карбюраторным машинам. О них мы сегодня и поговорим.
Поздний Stenley Steamer с паровым двигателем и конденсатором
Чем хорош пар
Может показаться странным, но по своим качествам паровой двигатель намного лучше ДВС:
- Пар подаётся в цилиндр с двух сторон, поэтому каждый ход парового двигателя рабочий (у 4-тактного ДВС только один рабочий ход из четырёх). Отсюда хорошая литровая мощность.
- Горячий пар имеет меньшую температуру, чем сгорающее топливо, поэтому у парового двигателя более мягкий температурный режим. Ему не требуется специальное охлаждение.
- Давление подаваемого пара нарастает не так резко, как при вспышке топливно-воздушной смеси в ДВС. Кроме того, паровой двигатель работает на низких оборотах. Отсюда большой ресурс, надёжность и долговечность.
- Паровой двигатель автоматически увеличивает крутящий момент. Он обеспечивает плавный ход без рывков и очень большую силу тяги на низах. Пар расходуется в зависимости от нагрузки, а мощность всегда используется рационально. На ДВС это невозможно в принципе.
- Паровой двигатель может обойтись без сцепления и коробки передач. Реверс позволяет ехать вперёд и назад с одинаковой скоростью. Как следствие, трансмиссия значительно упрощается. В удобстве управления паровой автомобиль столетней давности обойдёт большинство современных машин.
- В отличие от ДВС, паровой двигатель может запускаться сам, достаточно лишь подать пар. Когда машина останавливается у светофора, паровой двигатель выключается и вообще не расходует пар. ДВС же приходится сжигать топливо вхолостую.
Четырёхцилиндровый паровой двигатель Doble в блоке с тормозами и дифференциалом. Хотя это автобусный задний мост, сам двигатель взят от легкового автомобиля, запас прочности у него был высокий.
Возникает вопрос: если паровые двигатели действительно хороши, почему паровые автомобили так быстро уступили рынок? Проблема в том, что паровому двигателю для работы нужен пар. Именно парогенератор — самая проблемная часть парового автомобиля. Его нужно сделать лёгким, компактным, надёжным и безопасным. От его конструкции во многом зависит мощность, удобство эксплуатации и скорость подготовки к движению. А ведь нужно ещё и охлаждать отработанный пар, возвращая его в контур, иначе запаса воды надолго не хватит. Да, мощные, компактные и надёжные паровые двигатели делали более ста лет назад, но проблемы парогенераторов и их обвязки так и не были решены до конца.
Нагрев и охлаждение пара
Котлы паровых машин делятся на два типа — жаротрубные и водотрубные. Грубо говоря, жаротрубный котёл — это бак с водой, через который проходит множество трубок. Горячий газ из камеры сгорания идёт по трубкам и нагревает воду. Именно такие котлы были на паровозах, а также на многих ранних паровых автомобилях.
Жаротрубный котёл парового автомобиля
У таких котлов есть два существенных недостатка. Во-первых, они потенциально опасные. Если где-нибудь возникнет утечка пара, то давление в котле начнёт быстро снижаться. Но с понижением давления уменьшается и температура кипения. Вода начнёт всё сильнее и сильнее кипеть пока резко возрастающее давление не разнесёт котёл на куски. Эта проблема решается предохранительными клапанами и ослабленными местами контура, которые точно лопнут раньше предохраняя сам котёл от взрыва. Фирма Stanley произвела около 10000 паровых автомобилей, некоторые из которых до сих пор на ходу. За всю их эксплуатацию не было ни одного случая взрыва.
Но второй недостаток преодолеть не удалось. В жаротрубном котле находится довольно много воды, поэтому перед поездкой её сперва необходимо вскипятить, на что требуется от десяти минут. По этой причине на поздних паровых машинах перешли на водотрубные котлы. В таком котле внутри камеры сгорания находится труба (или трубы), по которой циркулирует вода.
Водотрубный котёл Doble в разрезе
Фирма Doble выпускала автомобили с очень крутыми котлами на своё время. В них использовалась спираль из трубы длиной более 170 метров с переменным диаметром. В ней циркулировало всего лишь 2 литра воды, поэтому летом рабочее давление достигалось примерно за минуту-полторы. И речь шла не о том, чтобы кое-как тронуться с места. Автомобиль мог выехать на шоссе и разогнаться до 150 км/ч.
Но у котлов такого типа тоже хватает проблем. Жаротрубный котёл большой ёмкости хоть и долго разогревается, но зато имеет некоторый запас энергии. Вода нагревается и остывает не моментально, а за какое-то время, пусть и небольшое. Поэтому когда автомобиль съезжает с хорошей дороги на просёлок, то первое время используется запас мощности котла, а дальше горелка разгорается с большей силой. Однако в водотрубном котле Doble практически не было запаса энергии. Для его работы требуется автоматическая система управления, которая следит за давлением и температурой и при необходимости регулирует подачу воды и горение топлива. Но это далеко не всё. После достижения нужной температуры подача топлива прекращается и пламя затухает, однако оставшийся жар какое-то время продолжает греть воду. Дальнейший рост давления и температуры тоже нужно автоматически скомпенсировать. Если автоматика будет работать с ошибками, то труба может запросто прогореть.
Ранний паровой автомобиль Stanley без конденсатора. Красиво, но чудовищно неэффективно
Думаете, на этом трудности закончились? Как бы не так. У ранних паровых автомобилей отработанный пар выбрасывался из цилиндров в атмосферу. Во-первых, это существенно сокращало запас хода, поскольку воды хватало максимум на 150 километров (обычно и того меньше). Во-вторых, с паром выбрасывается значительная энергия, что уменьшает и без того невысокий КПД. Если пар конденсировать и возвращать в систему в виде горячей воды, то можно сэкономить топливо на её кипячение и увеличить дальность хода.
Паровой автомобиль White с конденсатором
В те годы фирма White освоила выпуск паровых автомобилей с конденсаторами. По виду они напоминают радиаторы для ДВС жидкостного охлаждения. Их задача — охладить как можно больше пара и вернуть воду в контур. Если конденсатор не справляется (а у White они и близко не справлялись), то часть пара всё же приходится стравливать в атмосферу.
Великолепный Doble
После 1910 года многие фирмы ушли с рынка паровых машин. Крупные игроки какое-то время продолжали их выпуск, например, Stanley держалась до 1924 года. Но к концу 20-х годов сдались все, кроме одной фирмы. Зато какой.
Братья Добли известны как создатели лучших в мире паровых автомобилей. Каждая из машин знаменитой серии Model E была уникальной по конструкции, собиралась вручную, использовала лучшие технические решения из возможных и стоила огромных денег.
Через сотовый радиатор можно было заглянуть внутрь
Абнер Добль, самый известный из братьев, родился в многодетной семье в 1890 году. Когда в 1906-09 годах Абнер с братьями переделывали паровой автомобиль White, эпоха пара уже шла к концу, а ведь они были подростками. Первое достижение братьев Добль — создание достаточно эффективного сотового конденсатора с площадью поверхности в шесть раз больше, чем у White. Благодаря нему запаса воды хватало более чем на 300 км против 150 км.
Следующий шаг — водотрубный котёл с автоматическим управлением. На машинах Stanley или White нужно было лезть под капот, вручную зажигать пламя в горелке и долго ждать, пока поднимутся пары. Добли разработали горелку с электрическим зажиганием. Турбина нагнетала воздух в карбюратор, где он смешивался с керосином (или любым другим подходящим топливом, паровые машины практически всеядны). Затем смесь поджигалась, а раскалённые газы проходили через трубки с водой и выбрасывались под машиной. После того, как было достигнуто рабочее давление, горелка отключалась. А дальше она время от времени автоматически включалась в зависимости от падения давления. Для компенсации возрастающей по инерции температуры впрыскивалась водопаровая эмульсия. Теперь паровой автомобиль смог так же просто заводиться, как и бензиновый.
Первый коммерческий автомобиль Doble-Detroit (или Model C) привлёк много внимания, но оказался провалом. Автоматика работала далеко не идеально. Были проблемы и с реверсом: автомобиль мог произвольно начать движение задним ходом вместо переднего. Наконец, Абнер и Джон разругались.
Уильям Добль отлаживает парогенератор
В 1921 году Джон Добль умер от рака. Братья снова объединились и основали фирму Doble Steam Motors. После нескольких проходных машин Model D к 1922 году Добли создали Model E, на котором большинство проблем было решено. Именно на нём появился котёл со спиралью из единой трубы длиной более 170 метров переменного диаметра. Температура в топке превышала 1400 градусов (примерно до 1800 градусов), но за счёт теплоизоляции наружные стенки парогенератора нагревались лишь до 65 градусов. Рабочее давление в спирали составляло 53 бар, хотя она испытывалась на давлении свыше 460 бар. При температуре пара свыше 450 градусов горелка автоматически выключалась. Далее нормализатор останавливал дальнейший нагрев от остаточного жара.
Паровой двигатель состоял из четырёх цилиндров: два высокого давления и два низкого. Из спирали пар попадал в цилиндры высокого давления, затем в цилиндры низкого давления, далее он поступал на турбины, вращающие вентилятор, а после доохлаждался в конденсаторе. Всё управление двигателем сводилось к выбору направления движения (вперёд/назад), переключению трёх отсечек (очень примерные аналоги передач), которые задавали, как долго пар будет поступать в цилиндры, да к повороту дросселя — аналога педали газа. Добли предпочитали круглый дроссель на руле вместо педали.
Абнер Добль за рулём. Один руль для левого колеса, другой для правого
Абнер Добль был перфекционистом до мозга костей. Он постоянно вносил какие-то улучшения, поэтому каждый автомобиль Doble уникален по конструкции. Отсюда традиция указывать не только модель, но и номер, например, Model E-20 с двигателем №20. А если учесть, что некоторые автомобили переделывались (и не по одному разу), составить техническое описание довольно трудно.
Абнер хотел только лучшие детали из возможных. Рули изготавливались из немецкого серебра и эбенового дерева (одна из ценнейших пород), полированного воском. Каждый парогенератор требовал точной индивидуальной настройки. Кузова от Murphy — лучшие из доступных, и всего за 9000$ (Ford T целиком стоил около 300$), листовые рессоры из полированной хром-ванадиевой стали, а рама из хромоникелевой стали. Дошло до того, что на заливной горловине было 13 винтов — на один больше, чем у Роллс-Ройса! Надо ли говорить, что автомобили Doble были самыми дорогими на рынке. Лишь один автомобиль, роскошный Locomobile 48, стоил аналогичных денег.
Шасси без кузова
За огромную цену в 250 000$ современных долларов (всего-то 20 миллионов рублей) счастливый покупатель получал автомобиль в базовой комплектации. Он без труда разгонялся до 150 км/ч (некоторые версии до 185 км/ч) и отлично управлялся. Двигатель работал практически бесшумно и без вибраций, ведь у автомобиля не было даже карданной передачи. На 144 км/ч вал мотора неспешно крутился при 1350 об/мин. Низкий центр тяжести и масса в 2,5 тонны обеспечивали отличную устойчивость.
Два автомобиля купил Говард Хьюз — один из богатейших людей Америки, ещё более эксцентричный, чем Абнер Добль. Он захотел непременно быстрейший автомобиль и заказал Доблю переделку E-20. Кузов максимально облегчили, изменили передаточное число и поставили новый парогенератор. В 1925 году Хьюз разогнался на нём до 213 км/ч. На тот момент это был один из быстрейших автомобилей в мире, да ещё и на пару. Что интересно, сам паровой двигатель оставили без изменений. Фактически мощность упиралась именно в парогенератор.
Этот роскошный паровой автомобиль Doble купил промышленник Оскар Хеншель.
Хотя паровые автомобили Doble были одними из самых дорогих на рынке, фирма работала в убыток. Братья Добли спохватились и построили упрощённое и удешевлённое шасси Simplex, но было уже поздно. Абнер Добль был интересным инженером, но хороший бизнесмен из него не получился. В 1931 году фирма Doble была продана. В любом случае, едва ли производитель настолько роскошных автомобилей с экзотической силовой установкой смог бы пережить великую депрессию.
Автомобили Doble давно уже стали объектом почитания любителей пара. По их мнению бесшумные автомобили с образцовым удобством вождения были загублены то ли нефтяным лобби, то ли неуёмным перфекционизмом Абнера Добля. Да, у паровых машин есть целый список существенных достоинств. Они могут работать на самых разных видах топлива вплоть до мазута и отработанного масла, а продолжительное горение даёт чистый выхлоп. Но не меньше у них и недостатков. Чем выше давление и температура в спирали котла, тем мощнее автомобиль, но вместе с тем труднее бороться с коррозией трубы. Кроме того, время от времени котёл нужно разбирать для чистки спирали, причём на плохом дешёвом топливе он загрязняется быстрее (вот вам и экономия). Что касается ремонта и настройки двигателя, парогенератора и его обвязки — это другой мир, забудьте всё, что вы до этого знали об устройстве автомобиля.
Doble Model E-5
Хотя Абнер Добль говорил, что на одном баке воды его автомобиль может пройти более 2 тысяч километров, это была лишь реклама, в которую верят разве что фанаты пара. По словам Джея Лено, владельца двух Doble Model E, воды хватает на 300 километров, а на жаре и того меньше. Да, вы садились в автомобиль, включали зажигание и через минуту ехали по улице. Но только если перед этим ваш механик проверит и настроит паровую машину. Впрочем, если у вас есть 20 миллионов рублей на автомобиль и ещё столько же на его модернизацию, то уж на личного механика деньги как-нибудь найдутся.
Наконец, одна из главных трудностей — замерзание воды в зимнее время. Для нашего севера воду пришлось бы разбавлять спиртом до 30-40%. Если он питьевой, то это демографическая катастрофа для любого посёлка, в котором остановился владелец парового автомобиля зимой. Но что у Doble не отнять, так это индивидуальность: каждая машина — уникальный образец бескомпромиссного искусства. История их автомобилей заслуживает отдельной подробной статьи.
Автор: Дмитрий Зайцев
Аренда ВПС сервера с быстрыми NVMе-дисками и посуточной оплатой у хостинга Маклауд.
Топи, ребята! Пять недавних автомобилей с паровым двигателем
Процесс развития особи, ее роста, климатической адаптации и приспособления к изменчивым условиям окружающей среды ученые зовут эволюцией. Но подобные процессы происходят повсеместно и в любой области. Если переложить их на язык железа и нефти, получим «технологический прогресс», IT-сфера порадует «цифровой революцией» и так далее. Любое развитие накладывает свой отпечаток на всех. Архаичные рудименты, отработавшие свое, присущи как человеку, так и машине. К примеру, «зубы мудрости», аппендикс, копчик, все еще находящиеся в нас, давно утратили свои первоначальные функции. Один же из рудиментов автомобиля – паровой двигатель. Но если ты, читатель, представляешь себе таковой в виде нелепого монструозного чайника на колесах, то будешь удивлен, насколько «дедушка всех авто» изменился с 1769 года! Ведь «паромобили» по-прежнему существуют, и даже способны кое-чем удивить!
Великолепный Doble
Н а самом деле это относится не столько к автомобильной марке, сколько к людям, ее учредившим. Братьям Добл, Абнеру и Джону, уже в 1910 году удалось совместить древнюю технологию с передовыми стилистическими решениями. Впрочем, технологию эту им тоже пришлось изрядно улучшить. Джон сделал это во время обучения в Массачусетском технологическом – уже тогда талантливый инженер мог позволить себе содержать персональную мастерскую, в которой протестировал уникальный конденсатор собственной разработки. Устройство предназначалось для конденсации отработанного пара и было сделано в виде сотового радиатора. С таким новшеством прототип на 90 литрах воды проезжал до 2 000 километров, превысив стандартный пробег «паромобиля» почти в 20 раз!
Для своего времени это была сенсация. После шумихи в прессе братья тут же обзавелись инвесторами, чьих средств оказалось достаточно, чтобы учредить компанию General Engineering с уставным капиталом в $200 тысяч. Там велись все дальнейшие разработки и усовершенствования автомобилей на пару.
Для концепта Нью-Йоркского автосалона 1917 года Джон Добл, самый головастый участник предприятия, придумал систему электрического зажигания, в которой керосин под давлением проходил через карбюратор и поджигался запальной свечой.
Затем горящая смесь поступала в камеру сгорания, где и нагревала воду в котле. Процесс запускался одним нажатием кнопки, а чтобы достичь нужного уровня давления пара и тронуть машину с места, двигателю хватало лишь 90 секунд! Все эти мифические характеристики сделали паромобиль Доблов едва ли не самой яркой премьерой – уже к концу года в General Engineering поступило более 5 тысяч заказов от покупателей. Если бы не Первая мировая, лишившая компанию железа, кто знает, на чем бы мы передвигались сейчас…
В 1921 году Джон умирает после тяжелой болезни. Однако на его место приходят сразу два других брата – семейство Доблов оказалось необычайно большим. Вскоре Абнер, Билл и Уоренн создают новый бренд, теперь уже имени себя – Doble Steam Motors, и анонсируют усовершенствованный проект – паромобиль Model E. Через три года команда вновь отправляется в Нью-Йорк, на зимнюю выставку, где демонстрирует всем необычайный эксперимент: машина Доблов всю ночь стоит в неотапливаемом гараже, а затем еще час находится на улице, где мороз крепчает сильнее. Затем на глазах у специалистов зажигание активируется, двигатель заводится, и спустя 23 секунды машина может ехать.
Предельная скорость Model E тогда составила 160 км/ч, а до сотни она разогналась всего за 8 секунд! Это произошло благодаря новому четырехцилиндровому мотору, в коем пар сначала доставлялся в два цилиндра высокого давления, а остаточную энергию получали два цилиндра низкого давления, отправлявшие «пустой» пар в конденсатор. Эврика, не иначе!
Адсорбер паров бензина — как работает и что это такое,на что влияет
При контакте бензина с воздухом происходит выделение паров, которые, попадая в атмосферу, ухудшают экологию. Для их улавливания в вентиляционной системе бензобака устанавливается адсорбер. В ряде европейских стран применение этого устройства в автомобиле обязательно на законодательном уровне и определяется действием экологических стандартов Евро-2 и выше. Зная устройство адсорбер и зачем он необходим, вы сможете легко определить неисправности, а также лучше понять его преимущества.
Зачем нужен адсорбер?
Изначально создавался, как дань экологическим нормам, точней под ЕВРО 2. По большому счёту, мотор можно настроить так, что он обойдётся и без него. Но, с учётом современных норм, недопустимы утечки паров. Плюс, адсорбер не позволяет парам топлива попадать в салон, что как вы понимаете тоже малоприятно. Если на старых автомобилях, ещё карбюраторного типа, такой системы в принципе не было, на всех современных инжекторах, она обязательна.
Принцип работы адсорбера в автомобиле: система EVAP
Прежде всего, нужно понять, что «абсорбер» это решение, которое предполагает поглощение всем объемом, тогда как «адсорбер» предполагает распределение по поверхности. Если точнее, ошибочно называть устройство для поглощения паров топлива «абсорбер» (absorber) или фильтр абсорбера в автомобиле.
На самом деле, если речь заходит о том, что такое абсорбер в машине, тогда нужно отметить, что в авто стоит «адсорбер» (adsorber), так как «абсорбер» использовать для решения поставленной перед этим устройством задачи попросту нельзя.
Итак, еще раз отметим, в автомобиле устройство правильно называется АДсоребр, клапан адсорбера и т.д. Идем далее. Установка адсорбера является обязательной для современных авто. Более того, адсорбер в машине должен стоять согласно законам многих стран, где действует стандарт Евро 2 и выше.
При этом каждый автовладелец должен знать назначение адсорбера, устройство, а также характерные и распространенные признаки его неисправности. Если просто, адсорбер в автомобиле это угольный фильтр, который не позволяет парам бензина из бака попадать в атмосферу.
Результатом его работы становится отсутствие запаха бензина (особенно летом) возле авто и в салоне, лучшая экологичность, повышение безопасности и т.д. Общее устройство адсорбера включает в себя следующие элементы:
- сепаратор паров бензина;
- адсорбирующий элемент в виде емкости с адсорбирующим веществом;
- вентиляционный клапан;
- электромагнитный клапан продувки адсорбера, который стоит между адсорбером и впускным коллектором;
- шланги и трубопроводы, соединяющие адсорбер с бензобаком, впускным коллектором и атмосферой.
Если просто, вся система EVAP работает следующим образом:
-
- Когда мотор заглушен, в топливном баке происходит испарение бензина, пары поднимаются и накапливаются у горловины;
- Возле горловины установлен сепаратор, отделяющий жидкую составляющую, которая оседает в виде конденсата и далее по отдельным трубками стекает обратно в бензобак;
- Оставшиеся пары, не осевшие в сепараторе, через пароотвод попадают в адсорбер, где и собираются на поверхности адсорбента.
- После запуска ДВС и при выходе на определенные обороты мотора срабатывает электромагнитный клапан продувки адсорбера. Данный клапан не работает, когда мотор находится в режиме холостых оборотов.
- Далее через вентиляционный клапан за счет разрежения на адсорбирующий элемент подается воздух (между впускным коллектором и атмосферой), что позволяет реализовать продувку адсорбера.
- Затем воздух, а также пары бензина из адсорбера поступают во впускной коллектор и далее в камеру сгорания двигателя. ЭБУ мотором учитывает данную особенность, корректируя рабочую топливно-воздушную смесь.
Устройство адсорбера
В современных устройствах, использующих принцип адсорбции, в качестве поглощающего вещества используются самые разные материалы, от активированного угля до природных минералов. В автоадсорбере на эту роль претендует именно активированный уголь – разновидность углеводородов с пористой внутренней структурой. Собственно говоря, поглотитель представляет собой пластиковую цилиндрическую ёмкость, которая располагается в моторном отсеке недалеко от силового агрегата. В некоторых моделях найти адсорбер можно возле топливного бака, но некоторые его части всё равно располагаются в подкапотном пространстве.
Схематически поглотитель топливных паров состоит из следующих элементов: гравитационного датчика; сепаратора с аварийным клапаном; собственно фильтра (как правило, это измельчённый активированный уголь); электромагнитного продувочного клапана; соединительных трубопроводов.
Сепаратор представляет собой конструкцию, предназначенную для сбора конденсированного бензина с целью его отправки обратно в топливный бак. Задача гравитационного датчика – отслеживать давление бензиновых паров внутри бака, и при необходимости сбрасывать его, чтобы уменьшить вероятность получения повреждений. Фильтровальный элемент – это достаточно большая ёмкость, нижняя часто которой содержит адсорбирующее вещество, функции которого – поглощать пары бензина/солярки с целью их конденсации и последующей сепарации.
Отдельно следует упомянуть об аварийном клапане. В обычных ситуациях он бездействует, но в экстренных случаях, когда существует риск разлива горючего (например, при ДТП, если машина перевернулась), срабатывает, полностью блокируя топливную магистраль. Роль соединительных трубок вполне очевидна – связать воедино все узлы адсорбера.
На что влияет топливный адсорбер
При исправном поглотителе вы, скорее всего, даже не будете догадываться о наличии этого устройства. Но поскольку адсорбер в автомобиле отвечает за сброс давления в баке, за конденсацию бензиновых паров и повторное использование горючего, то вполне естественно, что его наличие позволяет уменьшить расход горючего и увеличить безопасность топливной системы в целом.
Но всё меняется, если какая-то часть адсорбера начинает сбоить, или полностью отказывает. Чаще всего проблемы возникают с электромагнитным клапаном, но нередко происходит засорение полости фильтровальной камеры или трубопроводов. Понятно, что при этом адсорбер влияет на работу двигателя не самым положительным образом, поскольку естественный ток горючего нарушается. Давление в баке также может оказаться вне сферы контроля со стороны устройства, и это тоже не очень хорошо с точки зрения безопасности.
Классификация адсорберов
Защита окружающей среды, безусловно, тема очень важная для нашей страны. Она должна касаться каждого, особенно владельцев транспортных средств. Ежегодно автомобили выбрасывают в атмосферу огромные массы вредных испарений, от которых наш мир не станет лучше. Именно поэтому каждое современное транспортное средство оборудовано системой EVAP, в которой ключевую роль играет адсорбер. В зависимости от состава различают следующие типы деталей:
- с зернистым неподвижным адсорбентом;
- с зернистым движущимся адсорбентом;
- с мелкозернистым адсорбентом, нижний слой которого всегда находится в кипящем состоянии.
Наиболее эффективными признаны детали первого типа, которые использует большинство производителей автомобилей по всему миру. Второй и третий виды деталей также способны предотвратить попадание топливных паров в атмосферу. Однако, как кипящее, так и подвижное вещество имеет свойство попадать в атмосферу вместе с переработанными парами. Поэтому, чтобы поддерживать работу системы улавливания паров автомобиля, количество активного вещества необходимо регулярно проверять. Для этого каждый раз необходимо демонтировать адсорбер.
Неисправности электромагнитного клапана
Если адсорбер почти все время находится в бесперебойном режиме, то клапан продувки может легко перестать функционировать. Это повлечет за собой повреждение бензонасоса. Если адсорбер не осуществляет правильную вентиляцию, то бензин постепенно будет скапливаться во впускном коллекторе.
Подобное приводит к довольно неприятным «симптомам»:
- На холостом ходу появляются так называемые провалы.
- Нарушается тяга (такое впечатление, что ТС постоянно теряет мощность).
- При запущенном двигателе не слышны звуки работающего клапана.
- Заметно повышается расход топлива.
- Во время открытия крышки бензобака раздается шипение и свист.
- Датчик топливного бака буквально живет своей жизнью (он может показывать, что бензобак полон, а через секунду – что в нем ничего нет).
- В салоне автомобиля появляется неприятный бензиновый «аромат».
Иногда фильтрующий элемент, наоборот, издает слишком громкие звуки, которые также не являются нормой. Чтобы удостовериться, что причиной служит именно неисправный клапан, а не ГРМ, достаточно резко нажать на газ. Если звуковой эффект остался таким же, то, скорее всего, проблема именно в клапане адсорбера.
В этом случае рекомендуется немного подкрутить регулировочный винт устройства. Однако закручивать его нужно не более чем на пол-оборота. Слишком сильная фиксация приведет к ошибке контроллера. Если такие манипуляции не помогли, то нужно провести более детальную диагностику.
Как проверить адсорбер
Теперь переходим непосредственно к алгоритму проверки адсорбера (другое его название — аккумулятор паров топлива). Основная задача при этом — определить, насколько его корпус герметичен и не пропускает ли он топливные испарения в атмосферу. Так, проверку необходимо выполнять по следующему алгоритму:
- Отсоединить минусовую клемму с аккумуляторной батареи автомобиля.
- Предварительно отсоединить от адсорбера все шланги и контакты, идущие к нему, после чего демонтировать непосредственно аккумулятор паров топлива. У разных машин эта процедура будет выглядеть по-разному, в зависимости от места расположения узла, а также монтажных средств, с помощью которых он был закреплен.
- Необходимо плотно заткнуть (загерметизировать) два штуцера. Первый — идущий непосредственно к атмосферному воздуху, второй — к электромагнитному продувочному клапану.
- После этого с помощью компрессора или насоса подайте на штуцер, идущий к топливному баку, небольшое давление воздуха. Не переборщите с давлением! Исправный адсорбер не должен давать утечек из корпуса, то есть, быть герметичным. Если такие утечки обнаружены, то, скорее всего, узел необходимо заменить, поскольку отремонтировать его не всегда представляется возможным. В частности, это особенно актуально, если адсорбер выполнен из пластмассы.
Также обязательно необходимо выполнить визуальный осмотр адсорбера. Особенно это касается его корпуса, в частности, очагов ржавления на нем. Если они имеют место, то желательно демонтировать адсорбер, избавиться от упомянутых очагов и покрасить корпус. Обязательно нужно проверить, не просачивается ли уголь из аккумулятора топливных испарений в трубопроводы системы EVAP. Это можно сделать, осмотрев состояние клапана адсорбера. Если в нем имеется упомянутый уголь, то нужно поменять в адсорбере поролоновый сепаратор. Однако, как показывает практика, все же лучше заменить адсорбер полностью, чем заниматься самодеятельными ремонтами, которые не приводят к успеху в долгосрочной перспективе.
Как проверить клапан адсорбера
Если после проверки оказалось, что адсорбер находится в более-менее работоспособном состоянии, то имеет смысл проверить его электромагнитный клапан продувки. Сразу стоит оговориться, что у некоторых машин, в силу их конструкции, некоторые действия будут отличаться, присутствовать или отсутствовать некоторые из них, однако в целом логика проверки всегда будет оставаться одинаковой. Итак, для проверки клапана адсорбера необходимо выполнить следующие действия:
- Визуально проверить целостность резиновых шлангов, входящих в систему улавливания паров топлива, в частности, непосредственно подходящих к клапану. Они обязательно должны быть целыми и обеспечивать герметичность системы.
- Отключить минусовую клемму с аккумуляторной батареи. Делается это для предотвращения ложного срабатывания диагностики системы и занесении в электронный блок управления сведений о соответствующих ошибках.
- Снять поглотитель (обычно он находится в правой стороне двигателя, в районе установки элементов воздушной системы, в частности, воздушного фильтра).
- Отключить электрическое питание самого клапана. Делается это путем снятия с него электрического разъема (так называемой «фишки»).
- Отключить от клапана входной и выходной воздушные шланги.
- С помощью насоса или медицинской «груши» необходимо попытаться вдуть воздух в систему через клапан (в отверстия для шлангов). При этом важно обеспечить герметичность подачи воздуха. Для этого можно воспользоваться хомутами или плотной резиновой трубкой.
- В случае, если с клапаном все в порядке, то он будет закрыт и воздух через продуть не удастся. В противном случае его механическая часть вышла из строя. Можно попытаться восстановить его, однако удается это далеко не всегда.
- Необходимо от блока питания или аккумуляторной батареи с помощью проводов подать на контакты клапана электрический ток. В момент замыкания цепи вы должны услышать характерный щелчок, который сигнализирует о том, что клапан сработал и открылся. Если этого не произошло, то возможно вместо механической поломки имеет место электрическая, в частности, перегорела его электромагнитная катушка.
- При подключенном к источнику электрического тока клапане необходимо попытаться вдуть в него воздух указанным выше способом. Если он исправен, а соответственно и открыт, то это должно получиться без проблем. Если же прокачать через воздух не получается, то клапан вышел из строя.
- Далее нужно сбросить с клапана питание, при этом снова будет щелчок, сигнализирующий о том, что клапан закрылся. Если это произошло, значит, клапан рабочий.
Также клапан адсорбера можно проверить с помощью многофункционального мультиметра, переведенного режим омметра — прибора по измерению значения сопротивления изоляции электромагнитной обмотки клапана. Щупы прибора необходимо расположить на выводах катушки (местах, где к нему подключаются провода, идущие от электронного блока управления, существуют различные конструкторские решения), и проверить сопротивления изоляции между ними. У нормального, исправного, клапана это значение должно находиться приблизительно в пределах 10…30 Ом или незначительно отличаться от этого диапазона. Если значение сопротивления маленькое — значит, имеет место пробой электромагнитной катушки (короткое межвитковое замыкание). Если же значение сопротивления будет очень большое (исчисляемое в кило- и даже мегаомах), то имеет место разрыв электромагнитной катушки. И в том и в другом случае катушка, а значит, и клапан, будет непригодна для использования. Если она запаяна в корпус, то единственным выходом из ситуации будет полная замена клапана на новый.
Обратите внимание, что у некоторых автомобилей допускается высокое значение сопротивления изоляции на катушке клапана (в частности, до 10 кОм). Уточняйте эту информацию в мануале к вашему автомобилю.
Таким образом, чтобы знать, как проверить, исправен ли клапан адсорбера, необходимо его демонтировать, и проверить в гаражных условиях. Главное при этом знать, где находятся его электрические контакты, а также выполнить механическую ревизию устройства.
Проверяем работоспособность адсорбера
Чтобы удостовериться, что неисправность связана именно с клапаном этого элемента, можно отправить авто на полную диагностику. Но, это дорого, поэтому попробуем сначала самостоятельно выявить возможные проблемы.
Прежде всего, нужно посмотреть, не выдает ли контроллер ошибки, например, «обрыв управления цепи». Если все нормально, то воспользуется ручной проверкой. Для этого достаточно подготовить мультиметр, отвертку и несколько проводов. После этого нужно выполнить несколько простых шагов:
- Поднять капот машины и найти нужный клапан.
- Отсоединить от этого элемента жгут с проводами. Для этого нужно сначала отжать специальный фиксатор креплений колодки.
- Проверить, идет ли на клапан напряжение. Для этого необходимо включить мультиметр и переключить его в режим вольтметра. После этого черный щуп прибора подсоединяется к массе авто, а красный – к разъему с маркировкой «А», который находится на жгуте проводов. На следующем этапе необходимо завести мотор и посмотреть, какие показания выдает прибор. Напряжение должно быть таким же, как в аккумуляторе. Если его и вовсе нет или оно слишком маленькое, то вероятно придется искать более серьезную проблему. Если с напряжением все хорошо, то можно переходить к следующему шагу.
- Демонтировать клапан продувки. Чтобы его снять нужно при помощи отвертки немного ослабить крепление хомутов. После этого можно будет легко сдвинуть клапан чуть вверх и по небольшому кронштейну плавно его вытащить. После этого устройство нужно подключить напрямую к клеммам АКБ. Один провод идет на клапан продувки (на «+»), а второй – подключается к «минусу». После этого оба проводника подключаются к соответствующим клеммам аккумулятора. Если при этом не произошло щелчка, то клапан полностью вышел из строя и лучше всего его заменить.
Ставим новый клапан адсорбера
Для замены элемента не обязательно обращаться в автосервис. Работы можно провести и самостоятельно при помощи нескольких крестообразных отверток. Также нужно приобрести новый клапан (его маркировка должна полностью совпадать с данными на старом устройстве).
- Находим адсорбер.
- Снимаем с АКБ минусовую клемму.
- Отсоединяем колодку проводов путем нажатия на фиксатор и подтягивая прибор на себя.
- Ослабляем крепления электромагнитного клапан и отсоединяем шланги.
- Вытаскиваем старое устройство (вместе с ним выйдет и кронштейн) из абсорбера.
- Устанавливаем новое устройство и собираем все в обратном порядке.
Последствия демонтажа адсорбера
Определённая часть автомобилистов считает, что любые мероприятия, направленные на улучшение экологии автомобиля, отрицательно сказываются на эксплуатационных характеристиках силового агрегата. В частности, под такую критику попал и адсорбер, необходимость наличия которого, действительно, обусловлена требованиями экостандартов. Пессимисты утверждают, что это устройство не просто бесполезное, оно вредное, поскольку вместо экономии топлива даёт перерасход, вместо улучшения динамики – снижение приёмистости мотора и т. д.
В результате просто демонтируют устройство (или электромагнитный клапан). Насколько оправданы подобные действия, есть ли в них логика? С точки зрения влияния на работу двигателя – при исправном адсорбере оно практически нулевое, поскольку практически не влияет на работу топливной системы в части подачи бензина к мотору. Достигается ли при этом экономия? Теоретически – да, хотя и незначительно, поскольку часть бензина не испаряется, а возвращается в бензобак.
На практике проверить это достаточно трудно, особенно в количественных показателях. А если верить отзывам автовладельцев, то позитивные материалы встречаются намного реже отрицательных, хотя степень доверия к ним намного больше. В любом случае не следует ожидать от адсорбера какого-то чуда, особенно касательно экономии горючего. Честно говоря, и экологический вклад вряд ли можно назвать ощутимым, особенно по сравнению с функционированием каталитического нейтрализатора.
Что же касается заявлений о вреде устройства, они выглядят безосновательными. Вы можете убрать адсорбер и в 99% случаев не почувствуете никаких изменений в поведении двигателя. Впрочем, существует мнение, что поскольку бензиновые пары теперь конденсироваться не будут, то вы тем самым ликвидируете все искусственные препятствия на пути горючего к камере сгорания (клапана, датчики, сепаратор, фильтр).
Сама процедура отключения адсорбера состоит в добавлении на шланг, идущий от сепаратора, фильтра тонкой очистки (подходит от карбюраторных моделей ВАЗ). В этом случае бензиновые испарения благополучно будут улетать в атмосферу. При этом шланг, идущий от электромагнитного клапана, просто пережимают. Но поскольку работа адсорбера контролируется бортовым компьютером, такое изменение конструкции будет воспринято как поломка, с соответствующим загоранием Check Engine.
Чтобы убрать эту ошибку, потребуется перепрошивка ЭБУ. Из несомненных минусов такого шага можно назвать следующие: вы внесёте «посильный» вклад в ухудшение экологической обстановки. Минимальный, но всё же; в салоне может появиться запах бензина/солярки; такой же запах будет чувствоваться и рядом с машиной, но далеко не очевидно.
Есть и достоинства, которые также отмечены многими пользователями: когда адсорбер расположен в моторном отсеке, если его убрать, освобождается немало дефицитного пространства, ведь сама банка с активированным углём имеет солидные размеры; неустойчивая работа силового агрегата в режиме ХХ, как правило, пропадает; отпадает необходимость в замене вышедшего из строя клапана или других компонентов устройства. Идти на поводу доморощенных экспертов или придерживаться рекомендаций автопроизводителей – решать вам, но, если вы действительно принадлежите к той категории населения, которая неравнодушна к общемировым проблемам, включая экологические, топливный адсорбер будет полезным и даже необходимым элементом конструкции автомобиля.
Источник https://habr.com/ru/company/macloud/blog/565340/
Источник https://www.kolesa.ru/article/topi-rebyata-pyat-nedavnih-avtomobilej-s-parovym-dvigatelem
Источник https://seite1.ru/zapchasti/adsorber-parov-benzina-kak-rabotaet-i-chto-eto-takoena-chto-vliyaet/.html
