Наша сеть партнеров Banwar
Склад відпрацьованих газів є одним з інформативних джерел для діагностування двигунів. При роботі двигунів в широкому діапазоні режимів в умовах експлуатації на зрідженому газі можливе визначення з достатньою точністю різних видів несправностей.
Рідке моторне паливо використовується для ДВС, в своєму складі містить вуглець, водень і в малих кількостях кисень, азот і сірку, тому при ідеальному згорянні палива з повітрям (склад повітря: азот - 78.03%, кисень - 20.99, вуглекислий газ - 0.04, водень та інші інертні гази , Приблизно 0.94%) в продуктах згоряння повинні бути лише азот (N2), вуглекислий газ (СО2), вода (Н2О).
Однак реальний склад відпрацьованих газів (ОГ) набагато складніше.
В двигунах внутрішнього згоряння (ДВС) є кілька джерел викидів шкідливих речовин, основними з яких є три: паливні випаровування, картерів і відпрацьовані гази.
Відпрацьовані гази - основне джерело токсичних речовин ДВС - це гетерогенна суміш різних газоподібних речовин з різноманітними хімічними і фізичними властивостями, що складається з продуктів повного і неповного згоряння палива, надлишкового повітря, аерозолів і різних мікродомішок (як газоподібних, так і у вигляді рідких і твердих частинок), що надходять з циліндрів двигуна в його випускну систему.
Практика контролю роботи ДВС - перевірка складу вихлопних газів за допомогою чотирьох-або п'ятикомпонентної газоаналізатора.
Для перевірки виконання норм на токсичність визначається зміст у вихлопних газах вуглеводню (СН), окису вуглеводню (СО), двоокису вуглецю (СО2).
Правильно експлуатований і своєчасно обслуговується автомобіль здатний задовольнити нормам на токсичність з пробігом до 500000 кілометрів.
Вуглеводні (СН) - це компоненти незгорілого палива, їх зміст вимірюється в частинах на мільйон за обсягом (РРМ або млн).
Нормально працюючий двигун спалює в циліндрах практично всі паливо, допустимий вміст СН має бути менше 50 РРМ.
бензин є канцерогеном.
Підвищений вміст СН може пояснюватися, наприклад, великим споживанням масла через слабкі кільця ущільнювачів поршнів.
Найчастіше підвищений вміст СН викликається неполадками в системі запалювання. При цьому слід перевірити: свічки; високовольтні проводи; кришку і ротор розподільника (якщо вони є); синхронізацію запалювання; котушки запалювання.
Окис вуглецю (СО) - нестійке хімічна сполука, легко вступає в реакцію з киснем, що дає двоокис вуглецю СО2. СО - отруйний газ без кольору, смаку і запаху. Вступаючи в легких в реакцію з повітрям, позбавляє мозок кисню.
Рівень СО у вихлопних газах для сучасних автомобілів з уприскуванням палива не повинен перевищувати 0.5%.
Можливі причини підвищення вмісту СО наступні:
- несправність системи вентиляції картера;
- засмічення повітряного фільтру;
- порушення оборотів двигуна на холостому ходу; - підвищений тиск палива;
- будь-які інші несправності, що приводять до роботи двигуна на багатих сумішах.
Двоокис вуглецю (СО2) - результат сполуки вуглецю з палива з киснем. Допустимий вміст 12 - 15%. Високі значення свідчать про хорошу роботу двигуна. Низький рівень СО2 говорить про те, що паливна суміш багата чи бідна. Підвищена концентрація СО2 в атмосфері сприяє розвитку парникового ефекту .
.
Кисень (О2) - в повітрі його 21%, і в циліндрах двигуна велика частина вступає в реакцію з паливом. Рівень кисню у вихлопних газах повинен бути низьким, не більше 0.5%. Більш високі значення, особливо на холостому ходу, означають витік у впускному тракті.
Склад відпрацьованих газів ДВС залежить не тільки від типу використовуваного виду палива, але і від типу організації і досконалості робочого процесу двигуна. Тому, характеризуючи склад ОГ різних типів двигунів, вказують зазвичай досить широкі межі змісту компонентів (табл. 1).
Примітка: в ОГ двигунів містяться також: свинець, кремній, мідь, кальцій, цинк, фосфор, марганець, хром, натрій, барій, залізо, нікель і ряд інших речовин, що входять до складу присадок мастила, або є продуктами зносу деталей двигуна, що потрапляють КС разом з маслом.
Горіння палив відбувається при різних значеннях співвідношення палива і повітря, а також при різних тисках в КС.
Зміна тиску в КС призводить до зміни меж займання топлівовоздушних сумішей, що в свою чергу обумовлює зміну складу продуктів згоряння і тим самим - складу ОГ. У таблиці 2 представлені дані щодо зміни зазначених меж для випадку горіння суміші природного газу з повітрям.
Слід звернути увагу на те, що нижня межа займання, тобто займання бідних паливом сумішей, змінюється дуже незначно.
У той же час межа запалення, тобто займання багатих топлівовоздушних сумішей, збільшується істотно.
Для умов використання газоподібних сумішей в двигунах внутрішнього згоряння підвищення тиску в циліндрі двигуна дозволяє успішно спалювати збагачені паливо-повітряної суміші. Якщо при атмосферному тиску верхня межа вмісту газу в смесі14.2%, то для умов двигуна при підвищенні тиску стиснення до 3.0 ... 4.0 МПа верхня межа вмісту газу може бути збільшений до 40 ... 45%.
Для підвищення ефективності діагностування економічних якостей автомобіля, а також зниження трудомісткості діагностування в НИИАТе досліджена принципова можливість і розроблена методика кількісної оцінки витрати палива по непрямих параметрах.
В якості непрямих параметрів паливної економічності прийнятий аналіз складу відпрацьованих газів.
Даний метод заснований на вимірюванні величин окремих компонентів продуктів згоряння, концентрації яких в значній мірі залежать від технічного стану двигуна і його систем, що впливають на повноту згоряння палива. Найбільш повне уявлення дає аналіз ОГ на вміст окису вуглецю (СО), вуглекислого газу (СО2) і вуглеводнів (СmHn).
Перевірка вмісту окису вуглецю на холостому ходу дозволяє контролювати якість приготування паливної суміші системою холостого ходу карбюратора. Перевірка системи на холостому ходу, але при підвищеній частоті обертання, дозволяє в деякій мірі контролювати роботу головної дозуючої системи і інших допоміжних пристроїв карбюратора.
Зміст окису вуглецю при цьому є інформативним і технологічним параметром, але характеризує порушення в регулюванні і технічний стан двигуна лише при роботі на збагачених паливо - повітряних сумішах.
Пояснюється це тим, що при роботі на збіднених сумішах вміст окису вуглецю у відпрацьованих газах незначно.
Через недостатній інформативності змісту окису вуглецю при збіднених сумішах, в якості діагностичного параметра доцільно вибрати концентрацію вуглеводнів в ОГ, оскільки будь-яке незначне порушення процесу згорання в циліндрах призводить до різкого підвищення їх викидів.
Визначити тільки по концентрації СО, чи є регулювання двигуна оптимальної, неможливо.
Замір же концентрацій окису вуглецю і вуглеводнів дозволяє не тільки регулювати двигуни відповідно до вимог ГОСТів, а й отримувати оптимальне регулювання по стійкості роботи і економічності.
За концентрації вуглеводнів можна судити про порушення робочого процесу не тільки внаслідок неправильного отрегулированного складу паливної суміші, а й інших причин, зокрема, з - за несправності системи запалювання.
При перевірці систем харчування і запалювання на режимах холостого ходу можна визначити більшість можливих неполадок.
Однак деякі з них, особливо ті, які відносяться до роботи головної дозуючої системи і економайзера (еконостата) карбюратора, чіткіше проявляються при роботі під навантаженням.
Тому, якщо на АТП є стенд для визначення тягово-економічних якостей автомобіля, після перевірки на холостому ходу доцільно виконати перевірку систем харчування і запалювання під навантаженням. Як перевірочних можуть бути прийняті ті ж режими, на яких перевіряються тягові якості автомобілів.
Досліджуючи вплив несправностей систем харчування і запалювання на токсичність відпрацьованих газів, КАДІ спільно з державтоінспектори отримані дані щодо зміни концентрації окису вуглецю (СО) і вуглеводнів (СН) при наявності несправностей і порушень регулювань систем живлення і запалювання.
Визначено орієнтовні межі концентрацій СО і СН, відповідні нормальному технічному стану систем харчування і запалювання, а також встановлено можливі причини, що викликають відхилення вмісту токсичних речовин від цих меж.
Можливі несправності, які можна визначити, знаючи конкретні відхилення, концентрації СО і СН на холостому ходу:
- 1. засмічення повітряних жиклерів системи холостого ходу;
- 2. підвищений рівень палива в камері поплавця;
- 3. нещільне прикриття голкою вихідного отвору системи холостого ходу;
- 4. неправильне регулювання приводу повітряної заслінки;
- 5. мале відкриття гвинтів якості системи холостого ходу;
- 6. малі зазори між електродами свічок запалювання;
- 7. ранній кут випередження запалювання;
- 8. несправність запалювання;
- 9. пізній кут випередження запалювання;
- 10. несправний вакуумний автомат випередження запалювання;
- 11. заїдання клапана економайзера у відкритому стані;
- 12. застосування головних паливних жиклерів з більшою пропускною здатністю;
- 13. засмічення повітряних жиклерів головної дозуючої системи.
А несправності систем харчування і запалювання, які можуть викликати відхилення концентрацій СО і СН від зазначених меж під навантаженням:
- 1. використання основних паливних жиклерів з більшою пропускною здатністю;
- 2. засмічення жиклера або каналу економайзера;
- 3. заїдання клапана економайзера у відкритому стані;
- 4. раннє включення економайзера.
Використання концентрації СО і СН у відпрацьованих газах двигуна внутрішнього згоряння в якості діагностичних параметрів дозволяє виявити практично всі можливі несправності систем харчування і запалювання.