Анализаторы отработавших газов бензиновых и газобензиновых двигателей (газоанализаторы)

Анализаторы отработавших газов бензиновых и газобензиновых двигателей (газоанализаторы)

Принцип действия газоанализатора. Содержание токсичных компонентов в отработавших газах бензиновых двигателей в на­стоящее время определяется с помощью газоанализаторов, ра­ботающих на основе использования инфракрасного излучения. В таких газоанализаторах анализ содержания оксида, диоксида углерода и углеводородов производится с помощью недисперси­онных инфракрасных лучей. Физический смысл процесса заклю­чается в том, что эти газы поглощают инфракрасные лучи с опре­деленной длиной волны. Так, например, оксид углерода поглощает инфракрасные лучи с длиной волны 4,7 мкм, углеводороды — 3,4, а диоксид углерода — 4,25 мкм. Следовательно, с помощью детектора, чувствительного к инфракрасным лучам с определен­ной длиной волны, можно определить степень их поглощения при прохождении анализируемой пробы, в результате чего можно установить концентрации того или иного компонента. Схема газо­анализатора, работающего по принципу инфракрасного излуче­ния, показана на рис. 1.14.

Отработавшие газы с помощью мембранного насоса через газо­отборный зонд, отделитель конденсата и фильтры закачиваются в измерительную камеру. Сравнительная камера при этом запол­нена инертным газом и закрыта. Источниками инфракрасного

излучения являются нихромные нагреватели, которые нагрева­ются до температуры около 700 °С. Отражаясь от параболических зеркал, поток инфракрасного излучения, периодически преры­ваемый обтюратором, приводимым во вращение от синхронного электродвигателя, проходит через измерительную и сравнитель­ную камеры. (Обтюратор необходим для обеспечения ритмичного прерывания инфракрасного излучения.) В измерительной камере происходит поглощение инфракрасного излучения определенного компонента отработавших газов в зависимости от его концен­трации. В сравнительной же камере этого не происходит, и возни­кает разница температур и давлений в обеих камерах. Вследствие этого изменяется емкость мембранного конденсатора 12, распо­ложенного между камерами лучеприемника. Сигнал с конденса­тора подается на усилитель 11 и далее на регистрирующий прибор. По такому принципу работают газоанализаторы типа ГИАМ 27-01, ЕТТ фирмы «Бош» и др.

В зависимости от комплектации анализатор может также про­изводить:

□ определение частоты вращения коленчатого вала двигателя;

□ индикацию и вывод результатов измерений в виде прото­кола с указанием текущей даты и времени;

□ автоматическую коррекцию «нуля» при включении прибо­ра и в дальнейшем по требованию без отключения пробозабор­ной системы от выхлопной трубы автомобиля;

□ измерения при отрицательных температурах окружающей среды (до -20 °С) при наличии дополнительной системы подогре­ва проб измеряемого отработавшего газа.

ТО и подготовка газоанализатора к работе ( на примере MGT 5 (МАХА). Ежедневно проводится проверка герметичности забор­ной системы. Для этого зонд закрывается специальной заглушкой, и в заборном приспособлении создается разрежение. При этом про­цессе проверяется вся линия всасывания, включая зонд. Во время процедуры проверки, продолжающейся примерно 20 с, спад дав­ления не должен превышать 230 мбар.

Для подготовки газоанализатора к работе его необходимо прогревать. В зависимости от температуры окружающей среды время прогрева газоанализатора до рабочего состояния состав­ляет 0,5...10,0 мин. По завершении фазы прогрева происходит автоматическая регулировка газоанализатора относительно тем­пературы окружающего воздуха, которая называется регулиров­кой «нуля».

Если в системе газоанализатора осталось некоторое количе­ство отработавших газов, результаты измерения могут быть ис­кажены. Поэтому в газоанализаторе автоматически проводится проверка остаточных углеводородов. В случае отрицательных ре­зультатов проверки (наличие СН) в первую очередь необходимо проверить интервал замены фильтра и сам фильтр, затем шланги и зонд, которые могут быть загрязнены.

Периодически (по мере загрязнения) необходимо заменять фильтры. Интервалы между заменами зависят от окружающих условий, а также от количества и интенсивности проверок и оп­ределяются на основании анализа статистических данных. На­пример, фильтр с активированным углем может меняться через 1-5 лет.

 

Состав выхлопных газов для исправник автомобилей разных лет выпуска.

График представляет зависимость содержания СН, СО, О2, СО2 в выхлопных газах от соотношения воздух /топливо к меси. Заметим, что при обогащении смеси растет содержание СО, поэтому этот газ называется иногда индикатором обогащения. По аналогичным соображениям повышенное содержание кислорода — это индикатор обеднения.

Избыток СО в выхлопных газах означает, что в цилиндрах имеет место избыток топлива или недостаток кислорода. При этом образуется богатая смесь и топливо сгорает не полностью.

Возможные причины:
- повышенное давление топлива (например, засорился обратный топливопровод);
- не исправен регулятор давления топлива (например, утечка через диафрагму);
- неисправность в системе улавливания паров топлива в баке;
- засорился воздушный фильтр или клапан в системе вентиляции картера.

 

Рис 1. Вращение колес полноприводного автомобиля при проверке на тормозном стенде

 

Тормозной момент необходимо измерять на колесе, вращающемся вперед, так как тормозные свойства зависят от направления вращения. Это связано с тем, что накладки тормозных колодок и тормозные барабаны или диски притерты только в прямом направлении, поэтому тормозные свойства колеса, вращающегося в обратном направлении, окажутся другими. В связи с этим измерение тормозов должно быть повторено для каждого колеса таким образом, чтобы оно при измерении вращалось в прямом направлении.

Чтобы сравнить тормозные силы обоих колес одной оси, необходимо одинаковое давление на педаль тормоза, поскольку тормозные силы левого и правого колес могут быть измерены только последовательно (один раз левое вперед и один раз правое вперед). Для этого в полноприводном автомобиле к педали тормоза обязательно подсоединяется датчик давления на педаль (сило-измерительное устройство), позволяющий поддерживать одинаковое давление на педаль при обоих измерениях.

Полноприводные автомобили могут иметь отключаемый межосевой приводной вал, вискозионную или гидравлическую муфту на приводном валу, а также жестко соединенный с дифференциалами обеих осей приводной вал.

Для полноприводных автомобилей с мягкой гидравлической муфтой на приводном валу достаточно примерного совпадения скорости вращения приводных двигателей роликового агрегата, поскольку при небольшом вращении приводного вала крутящие или тормозные моменты не будут передаваться через гидравлическую муфту. В этом случае достаточно простого регулирования числа оборотов приводных двигателей.

При проверке тормозов полноприводного автомобиля с жесткой гидравлической муфтой в приводной оси оба колеса должны во время измерения тормозных сил вращаться строго синхронно.

Полноприводный тормозной стенд IW (МАХА)

Требование по синхронизации скорости вращения колес и проверка тормозной системы полноприводного автомобиля реализуются на данном стенде следующим образом.

Для того чтобы иметь возможность регулировать скорость вращения колес автомобиля, на покрышки приклеивают отражающие полосы, которые воздействуют на фотоячейки, расположенные по обеим сторонам роликового агрегата стенда.

Анализаторы отработавших газов бензиновых и газобензиновых двигателей (газоанализаторы)

Принцип действия газоанализатора. Содержание токсичных компонентов в отработавших газах бензиновых двигателей в на­стоящее время определяется с помощью газоанализаторов, ра­ботающих на основе использования инфракрасного излучения. В таких газоанализаторах анализ содержания оксида, диоксида углерода и углеводородов производится с помощью недисперси­онных инфракрасных лучей. Физический смысл процесса заклю­чается в том, что эти газы поглощают инфракрасные лучи с опре­деленной длиной волны. Так, например, оксид углерода поглощает инфракрасные лучи с длиной волны 4,7 мкм, углеводороды — 3,4, а диоксид углерода — 4,25 мкм. Следовательно, с помощью детектора, чувствительного к инфракрасным лучам с определен­ной длиной волны, можно определить степень их поглощения при прохождении анализируемой пробы, в результате чего можно установить концентрации того или иного компонента. Схема газо­анализатора, работающего по принципу инфракрасного излуче­ния, показана на рис. 1.14.

Отработавшие газы с помощью мембранного насоса через газо­отборный зонд, отделитель конденсата и фильтры закачиваются в измерительную камеру. Сравнительная камера при этом запол­нена инертным газом и закрыта. Источниками инфракрасного

излучения являются нихромные нагреватели, которые нагрева­ются до температуры около 700 °С. Отражаясь от параболических зеркал, поток инфракрасного излучения, периодически преры­ваемый обтюратором, приводимым во вращение от синхронного электродвигателя, проходит через измерительную и сравнитель­ную камеры. (Обтюратор необходим для обеспечения ритмичного прерывания инфракрасного излучения.) В измерительной камере происходит поглощение инфракрасного излучения определенного компонента отработавших газов в зависимости от его концен­трации. В сравнительной же камере этого не происходит, и возни­кает разница температур и давлений в обеих камерах. Вследствие этого изменяется емкость мембранного конденсатора 12, распо­ложенного между камерами лучеприемника. Сигнал с конденса­тора подается на усилитель 11 и далее на регистрирующий прибор. По такому принципу работают газоанализаторы типа ГИАМ 27-01, ЕТТ фирмы «Бош» и др.

В зависимости от комплектации анализатор может также про­изводить:

□ определение частоты вращения коленчатого вала двигателя;

□ индикацию и вывод результатов измерений в виде прото­кола с указанием текущей даты и времени;

□ автоматическую коррекцию «нуля» при включении прибо­ра и в дальнейшем по требованию без отключения пробозабор­ной системы от выхлопной трубы автомобиля;

□ измерения при отрицательных температурах окружающей среды (до -20 °С) при наличии дополнительной системы подогре­ва проб измеряемого отработавшего газа.

ТО и подготовка газоанализатора к работе ( на примере MGT 5 (МАХА). Ежедневно проводится проверка герметичности забор­ной системы. Для этого зонд закрывается специальной заглушкой, и в заборном приспособлении создается разрежение. При этом про­цессе проверяется вся линия всасывания, включая зонд. Во время процедуры проверки, продолжающейся примерно 20 с, спад дав­ления не должен превышать 230 мбар.

Для подготовки газоанализатора к работе его необходимо прогревать. В зависимости от температуры окружающей среды время прогрева газоанализатора до рабочего состояния состав­ляет 0,5...10,0 мин. По завершении фазы прогрева происходит автоматическая регулировка газоанализатора относительно тем­пературы окружающего воздуха, которая называется регулиров­кой «нуля».

Если в системе газоанализатора осталось некоторое количе­ство отработавших газов, результаты измерения могут быть ис­кажены. Поэтому в газоанализаторе автоматически проводится проверка остаточных углеводородов. В случае отрицательных ре­зультатов проверки (наличие СН) в первую очередь необходимо проверить интервал замены фильтра и сам фильтр, затем шланги и зонд, которые могут быть загрязнены.

Периодически (по мере загрязнения) необходимо заменять фильтры. Интервалы между заменами зависят от окружающих условий, а также от количества и интенсивности проверок и оп­ределяются на основании анализа статистических данных. На­пример, фильтр с активированным углем может меняться через 1-5 лет.