Analiza spalin w silniku o zapłonie iskrowym (3)

O prawidłowości przebiegu procesu spalania w tłokowym silniku spalinowym świadczy skład oraz koncentracja poszczególnych składników spalin. Miarą niedoskonałości tego procesu jest natomiast masowy lub objętościowy udział w wydalanych spalinach tych składników, których obecność świadczy o niezupełnym lub niecałkowitym spalaniu (CO, CH, C).

[gallery] [img]15905|Rys. 2. Charakterystyczne miejsca występowania nieszczelności w układzie wydechowym silnika o zapłonie iskrowym [3]: 1 – kolektor wydechowy, 2 – przednia rura wydechowa, 3 – sonda lambda, 4 – katalizator, 5 – tłumik.|[/img] [img]15906|Rys. 3. Pomiar prędkości obrotowej silnika o zapłonie iskrowym za pomocą sondy indukcyjnej wykorzystującej sygnał sterowania wtryskiwacza [1].|[/img] [/gallery]
Metoda badania toksyczności spalin

Analiza spalin jest diagnostyczną metodą pomiarową (stosowaną w czasie badania silników o zapłonie iskrowym), która umożliwia dokładne określenie ilości poszczególnych składników spalin w wydalanych do otoczenia gazach spalinowych. Pomiar ten polega na ilościowym określeniu objętościowego udziału składników spalin w mieszaninie gazów spalinowych metodami opartymi na własnościach fizycznych lub chemicznych poszczególnych składników wchodzących w skład mieszanin gazowych. Objętościowy udział mierzonych składników spalin określa się w procentach (% obj., % vol.) lub w milionowych częściach całkowitej objętości gazów spalinowych (ppm obj., ppm vol.). Jednostka, w której mierzy się dany składnik spalin, zależy od poziomu jego stężenia w gazach spalinowych. Natomiast poziom stężenia poszczególnych składników spalin zależy od wielu czynników konstrukcyjnych oraz eksploatacyjnych silnika.
Metodą analizy spalin mierzy się następujące składniki spalin:
- tlenek węgla CO,
- dwutlenek węgla CO2,
- węglowodory CH,
- tlenki azotu NOx,
- tlen O2.

Pomiędzy składem i natężeniem emisji gazów spalinowych oraz zmieniającymi się w procesie eksploatacji parametrami układów silnika i jego stanem technicznym istnieje ścisły związek wyrażający się zmianą składu spalin. Tak więc ilościowe określenie udziału poszczególnych składników spalin metodą analizy ich składu w gazach spalinowych silnika o zapłonie iskrowym podczas pracy w określonych warunkach pozwala ocenić:
- stopień toksyczności spalin,
- współczynnik składu mieszanki.

Stopień toksyczności spalin określony jest na podstawie pomiaru stężenia produktów niezupełnego spalania tlenku węgla CO i węglowodorów CH, aby:
- w silnikach z elektronicznym wtryskiem benzyny i katalizatorem oraz sondą lambda umożliwić ocenę zdatności silnika i układu zasilania paliwem,
- w silnikach gaźnikowych oraz z wtryskiem paliwa w czasie pracy silnika na biegu jałowym sprawdzić i wyregulować poziom stężenia tlenku węgla w spalinach,
- w oparciu o pomiar stężenia węglowodorów ocenić ogólny stan techniczny silnika i wyregulować właściwie, zwłaszcza w częściowo zużytych silnikach gaźnikowych, odpowiedni poziom stężenia tlenku węgla w spalinach i zapobiec tym samym regulacji gaźnika na zbyt ubogą mieszankę (nadmierne zubożenie mieszanki powoduje wzrost stężenia CH).

Współczynnik składu mieszanki paliwowo-powietrznej (λ i AFR) określany jest na podstawie pomiaru stężenia dwóch: CO2 i CO, trzech: CO2, CO i CH lub czterech składników spalin: CO2, CO, CH i O2 metodą pośrednią na podstawie zależności matematycznych, uwzględniających mierzone stężenie wskazanej ilości składników spalin. Przyjęta w obecnie używanych przyrządach do analizy spalin metoda do określania składu mieszanki, w której zlicza się ilości CO2, CO, CH i O2, oparta jest na wzorach Brettschneidera lub Spindta. Charakteryzuje ją wysoka dokładność, ponieważ zapewnia ona takie same wyniki pomiarów przed i za katalizatorem spalin. Pomiar współczynników λ i AFR w czasie pracy silnika na biegu jałowym i biegu luzem z tak dużą dokładnością pozwala sprawdzić charakterystykę pracy układu zasilania paliwem i ocenić funkcjonowanie zespołów regulujących skład mieszanki na biegu luzem w pełnym zakresie prędkości obrotowych.
W silnikach gaźnikowych można sprawdzić i ocenić działanie:
- poszczególnych urządzeń gaźnika: układu kompensacyjnego, urządzenia biegu jałowego, urządzenia wzbogacającego, pompki przyspieszającej, zaworu hamowania silnikiem,
- układu dolotowego: filtra powietrza, układu przewietrzania skrzyni korbowej.

W silnikach z wtryskiem benzyny można sprawdzić i ocenić działanie układu sterowania składem mieszanki zarówno na biegu jałowym, jak i przy wyższych prędkościach obrotowych silnika na biegu luzem (bez obciążenia) oraz działanie sondy lambda i katalizatora spalin.
Głównym celem wykonywanej na stacjach i stanowiskach diagnostycznych analizy spalin jest:
- zmierzenie rzeczywistej wartości emisji toksycznych składników spalin,
- sprawdzenie stanu technicznego układu zasilania paliwem,
- sprawdzenie funkcjonowania układu sterowania składem mieszanki,
- sprawdzenie funkcjonowania urządzeń ograniczających emisję toksycznych składników spalin,
- dokonanie regulacji pracy silnika na biegu jałowym.

Warunki techniczne analizy spalin
Analizę spalin w celach diagnostycznych wykonuje się na stojącym pojeździe z włączonym sprzęgłem i dźwignią zmiany biegów w położeniu neutralnym podczas pracy silnika na biegu luzem. Urządzenie rozruchowe i wszystkie odbiorniki energii elektrycznej powinny być wyłączone, a hamulec postojowy włączony. W rurę wydechową badanego silnika wprowadza się sondę poboru spalin połączoną przewodem elastycznym z analizatorem spalin. Przed...

Reklama w Świecie Opon

Raport warsztatowy

Zapisz się, aby otrzymywać regularnie "Raport Warsztatowy"

Twój e-mail

Zamów prenumeratę

Projekt i realizacja:
2007-2012 GlobalVanet