Диагностирование двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Определение токсических веществ в отработавших газах.

При работе двигателя состав отработавших газов является точным отражением протекания процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах. Любые изменения в условиях сгорания, вызванные нарушением работы системы питания, системы зажигания, немедленно отражаются на составе отработавших газов, что позволяет быстро и без разборки каких-либо узлов проводить диагностические работы. Для определения токсических веществ в отработавших газах используют газоанализаторы.

Газоанализаторы бывают 2-х видов:

1. Электрохимические. Работают по принципу определения величины CO путем дожигания отработавших газов на предварительно нагретой эл.током платиновой нити.

Принцип работы. В измерительную камеру смесь поступает из глушителя непрерывно. Для отбора пробы газа нако­нечник вставляется в трубу глушителя, а конец прижимается к шлангу, по которому идут отработавшие газы. Для лучшей работы прибора производят смешивание отработавших газов с воздухом. Смешивание пробы газа с воздухом проис­ходит в блоке из трех камер и двух жиклеров, которые служат для пропускания одинакового объема газов и воздуха в смесительную камеру. Поступление и отвод газовоздушпой смеси осуществляются посредством малогабаритного вакуум­ного насоса мембранного типа, установленного за изме­рительной камерой.

В измерительной камере имеется накаленная нить, на которой происходит зажигание CO, с соответствующим изменением её температуры. Из-за изменения температуры проволоки происходит изменение ее сопротивления, и как следствие происходит разбалансировка диодного моста, который изменяет силу тока в цепи (рис.15). В диодную схему подключен амперметр, который показывает содержание CO. Амперметр отградуирован в процентах.

Нормально работающему двигателю, с исправной системой зажигания, прибор обеспечивает только удовлетворительную точность измерения.

Рис.17. Принципиальная схема прибора

1 – Нить накала, 2 – Диодный мост, 3 – Источник питания

2. Электрические. Работают по принципу измерения степени поглощения инфракрасного (теплового) излучения отдельными компонентами отработавших газов (СО, СН, NO_X, О₂, СО₂).

Эти газоанализаторы позволяют оценить содержание отдельных компонентов, без использования каких-либо химических реакций. Работают по принципу измерения степени поглощения инфракрасного (теплового) излучения отдельных компонентов.

Рис.18. Общий вид электрического газоанализатора

Принцип работы.В газоанализаторах имеются один или несколько инфракрасных излучателей и приемников (в зависимости от количества измеряемых компонентов), между излучателем и приемником располагаются измерительные трубки с прозрачными, торцевыми окнами, через которые проходят лучи. В измерительные трубки подается исследуемый газ, и по степени снижения интенсивности теплового потока, регистрируемого детектором, судят о содержании того или иного компонента. В приборе также имеются одна или несколько эталонных трубок, в которых содержится чистый воздух или специализированная смесь. Происходит непрерывное сравнение степеней поглощения инфракрасного излучения в исследуемом и эталонном газах.

Принцип действия основан на измерение величины поглощения инфракрасного излучения в области спектра оксида углерода (4,7 мкм) и углеводородов (3,4 мкм). Концентрация О₂ определяется электрохимическим методом. Частота вращения вала двигателя измеряется высоковольтным, индуктивным датчиком, который устанавливается на один из высоковольтных проводов.

Вследствие использования газоанализатора, теплового способа измерения, перед началом исследования прибор должен быть «прогрет», не менее 15 минут.

Газы, поступающие для измерения, должны быть очищены от сажи и твердых частиц. Поступающие газы должны быть освобождены от постоянно присутствующих в них капель воды, применяют фильтры и влагоотделители.

Шкалы газоанализаторов обычно градуируются в процентах для СО, СО₂, О₂, и в частей на миллион (ч.н.млн. или ppm) для СН.

Конструкция прибора. Пробозаборник (устанавливается в выхлопную трубу) и пробоподготовка (фильтр грубой очистки, влагоотделитель, фильтр тонкой очистки).

1. Блок преобразования (компрессор, оптический блок, излучатель, модулятор, импульсный датчик и фотоприемный узел).

2. Блок индикации (аналоговый или цифровой)

Порядок работы прибора.Прогреть прибор. Установить на один из высоковольтных проводов импульсный датчик.

1) Установить пробозаборник прибора в выпускную трубу автомобиля на глубину не менее 300 мм от среза (до упора) и зафиксировать его зажимом.

2) Запустить двигатель. Установить минимальную частоту вращения вала двигателя. Увеличить частоту вращения вала двигателя до максимальной и проработать в этом режиме не менее 15с.

3) Установить минимальную частоту вращения вала двигателя и проработать в этом режиме не менее 20 с.

4) Считать показания на индикаторе прибора измеренных концентраций измеряемых компонентов.

5) Установить повышенную частоту вращения вала в пределах (n _пов= n _ном ∙ 0,8) или принимают n _ном =3000 об/мин, если n _ном не указано в паспорте автомобиля. Произвести повторное измерение концентраций анализируемых газов.

6) Содержание оксида углерода и углеводородов в отработавших газах автомобиля должно быть в пределах значений, установленных предприятием-изготовителем автомобиля или ГОСТом.