Проверка технического состояния систем двигателя

В качестве источника энергии в подавляющем большинстве эксплуатируемых в настоящее время транспортных средств используется двигатель внутреннего сгорания, преобразующий химическую энергию топлива в механическую работу. Следует отметить, что при работе такого двигателя образуется большое количество различных вредных выбросов и излучений. Кроме того, топливо и эксплуатационные жидкости, применяемые в двигателе, обладают высокой токсичностью и пожароопасностью.

По типу применяемого топлива двигатели внутреннего сгорания подразделяются на бензиновые, дизельные и работающие с использованием горючих газов.

Основные компоненты вредных выбросов отработавших газов бензинового двигателя и двигателя, работающего на газу, — оксид углерода (СО) и летучие углеводороды (СН), содержание которых подлежит контролю при проверке технического состояния двигателя.

Оксид углерода — это бесцветный, не имеющий запаха газ. Плотность СО меньше воздуха, поэтому он легко может распространяться в атмосфере. Поступая в организм человека с вдыхаемым воздухом, СО снижает функцию кислородного питания, выполняемую кровью. Усугубленный кислородным голоданием токсический эффект СО проявляется в непосредственном влиянии на клетки центральной нервной системы. Кроме того, в результате кислородного голодания организма ослабляется внимание, замедляется реакция, падает работоспособность водителя, что влияет на безопасность дорожного движения.

Углеводородные соединения служат исходными продуктами для образования фотооксидантов, обладающих сильным раздражающим и общетоксичным действием на организм человека. Особенно опасными из группы углеводородов являются канцерогенные вещества. Установлено, что в местах непосредственного контакта канцерогенных веществ с тканью появляются злокачественные опухоли. Токсичными веществами являются также пары бензина, попадающие в атмосферу из топливного бака и неплотностей в соединениях отдельных узлов и систем двигателя.

В дизельном двигателе подлежит контролю содержание сажи в отработавших газах, которое проявляется в виде дыма, выделяющегося при работе двигателя.

Сажа представляет собой твердый углерод, который при попадании в организм задерживается в легких, дыхательных путях и вызывает аллергию. Кроме того, сажа, как любой аэрозоль, загрязняет воздух и ухудшает видимость на дорогах.

Рассмотрим элементы топливных систем основных видов.

Простейшим бензиновым двигателем является карбюраторный. Вследствие низкой экономичности такой двигатель применяется в основном в устаревших моделях автомобилей западноевропейского, а также в части современных автомобилей российского производства.

В современных двигателях все большее распространение находят системы впрыска топлива, обеспечивающие более точное регулирование процессов смесеобразования и, как следствие, большую экономичность и пониженную токсичность.

В качестве переходной системы между карбюраторной системой питания и системой впрыска в ряде автомобилей применяется центральный впрыск (рис. 4.31, а). Данная система вместо карбюратора имеет корпус с дроссельной заслонкой и установленной в нем единственной форсункой. Остальная система топливоподачи такого двигателя практически ничем не отличается от системы топливоподачи карбюраторного двигателя, за исключением наличия топливного насоса с электрическим приводом.

Дальнейшее развитие систем впрыска привело к необходимости подавать топливо отдельно в каждый из цилиндров двигателя.

В результате появилась так называемая система механического впрыска топлива, которая сейчас практически не применяется. Однако существует еще достаточно автомобилей 1980-1990 гг. выпуска, оснащенных такой системой, один из вариантов которой представлен на рис. 4.31,6. Эта система имеет в своем составе дополнительный накопителя топлива и дозатор-распределитель, с помощью которого топливо распределяется между цилиндрами.

В настоящее время самое широкое распространение имеют электронные системы впрыска топлива разнесенного типа. Большинство современных систем впрыска являются вариантами такой системы. В данной системе топливо подается к форсункам посредством специльного топливного коллектора.

Общие элементы всех приведенных выше систем — топливный бак, топливный насос, топливный фильтр и топливопроводы. Следует иметь в виду, что электрические топливные насосы на современных автомобилях располагаются, как правило, внутри топливного бака и омываются топливом для обеспечения более интенсивного охлаждения. Кроме фильтров тонкой очистки в системе топливоподачи могут устанавливаться фильтры-отстойники для обеспечения более эффективного отделения от топлива воды и твердых примесей.

Для газобаллонных автомобилей используются, как правило, обычные двигатели, работающие на бензине. На таком двигателе устанавливается система питания, предназначенная для работы как на газообразном топливе, так и на бензине. Топливом для таких двигателей служит сжатый или сжиженный газ.

Схема системы питания автомобиля, работающего на сжатом газе, представлена на рис. 4.32.

Система питания автомобиля, работающего на сжиженном газе, имеет один или два баллона, заполненных сжиженным газом. При необходимости превращения жидкой фазы в газообразную в системе предусмотрен испаритель и одноступенчатый редуктор.

В современных двигателях иностранного производства в настоящее время начинают внедрять газовую систему питания, основанную на использовании сжиженного газа непосредственно (в виде жидкой фазы), без испарителя.

В целях снижения дымности и повышения экономичности дизельных двигателей для них также разрабатываются установки для использования газового топлива. Наиболее широкое распространение получила установка, в которой в качестве источника зажигания газовоздушной смеси используется факел жидкого топлива, самовоспламеняющегося от сжатия.

Цилиндры двигателя в течение впуска заполняются газовоздушной смесью обедненного состава. Для этого на впускном трубопроводе двигателя или нагнетателя устанавливается смесительное устройство для перемешивания газа с воздухом, регулирования качества и количества газовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Схема такой установки представлена на рис.. Следует отметить, что в данных установках могут одновременно применяться баллоны для сжатого и сжиженного газа.

Топливная система дизельного двигателя, имеющего в своем составе топливный насос высокого давления (ТНВД), показана на рис. 4.34. В такой системе может применяться также допонительный фильтр-отстойник топлива, расположенный на всасывающей магистрали между топливным баком и подкачивающим насосом. Кроме того, транспортные средства с большим расстоянием между топливным баком и двигателем (преимущественно автобусы) могут снабжаться несколькими ручными подкачивающими насосами для облегчения заполнения топливом трубопроводов низкого давления.

В настоящее время на дизельных двигателях большой мощности получили распространение системы, в которых нагнетание топлива под высоким давлением происходит непосредственно в форсунках. Такой двигатель не имеет ТНВД, а снабжен насос- форсунками, имеющими электрическое или гидравлическое управление. Характерными особенностями этих двигателей является отдельный привод подкачивающего насоса, осуществляемый от распредвала, привода компрессора, насоса гидроусилителя и т.п., наличие топливного коллектора, распределяющего топливо между насосфорсунками, а также отсутствие топливопроводов высокого давления.

64. Нормативные требования к системам двигателя

Требования по токсичности и дымности отработавших газов.

Требования к содержанию оксида углерода и углеводородов в отработавших газах двигателя, работающего на бензине, сжатом или сжиженном газе, а также бензогазовых смесях, установлены ГОСТ 17.2.2.03-87. Они не распространяются на транспортные средства, максимальная допустимая масса которых составляет менее 400 кг, максимальная скорость не превышает 50 км/ч, а также на автомобили с двухтактными и роторными двигателями.

Согласно указанному стандарту содержание токсичных ве­ществ следует определять при работе двигателя на холостом ходу при двух частотах вращения коленчатого вала: минимальной (n_мин) и повышенной (п_пов). Повышенная частота установлена в диапа­зоне от 2000 мин^-1 до 0,8n_ном, при этом n_ном — частота вращения коленчатого вала двигателя, при которой двигатель развивает номинальную мощность. Показатели минимальной и номинальной частоты вращения устанавливаются предприятием-изготовителем и указываются в инструкции по эксплуатации транспортного средства или двигателя.

Содержание оксида углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей должно быть в пределах значений, установ­ленных предприятием-изготовителем, но не выше значений, при­веденных в табл. 4.7.

 

Частота вращения	Предельно допустимое содержание оксида углерода, объемная доля, %	Предельно допустимое содержание углеводородов, объемная доля, млн^-1, для двигателей с числом цилиндров
	не более 4	более 4
(nмин)	1,5
(ппов)	2,0

 

Для проверки токсичности автомобиль должен быть подго­товлен следующим образом:

□ пробоотборный зонд газоанализатора должен быть установ­лен в выпускную трубу автомобиля на глубину не менее 300 мм от среза;

□ перед измерением следует увеличить частоту вращения двигателя до га_пов и дать ему поработать в этом режиме не менее 15 с, после чего установить режим минимальных оборотов холо­стого хода;

□ измерение в режиме минимальных оборотов холостого хода следует проводить не ранее чем через 20 с после стабилизации работы двигателя на данных оборотах;

□ измерение в режиме повышенных оборотов следует прово­дить не ранее чем через 30 с после установки данного режима;

□ при наличии раздельных выпускных систем у автомобиля измерение следует проводить в каждой из них отдельно. Крите­рием оценки при этом служат максимальные значения содержа­ния оксида углерода и углеводородов.

Нормы и методы измерения дымности отработавших газов ди­зельных двигателей в Республике Беларусь регламентированы ГОСТ 21393-75. Согласно данному стандарту дымность прове­ряется в режиме свободного ускорения и максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Свободное ускорение — это разгон двигателя от минималь­ной до максимальной частоты вращения на холостом ходу.

Максимальная частота вращения — это частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу при полностью на­жатой педали подачи топлива, ограниченная регулятором.

В качестве параметров контроля дымности применяют нату­ральный показатель ослабления светового потока К и коэффици­ент ослабления светового потока N. Соотношение этих показа­телей выражается формулой (1.4).

Эффективная база — это толщина оптически однородного слоя эталонных газов, эквивалентного по ослаблению светового потока столбу тех же отработавших газов, заполняющих трубу дымомера в условиях измерения. За эффективную базу дымоме­ра принимается расстояние, равное 0,43 м.

В автомобилях с дизельным двигателем при испытании не должны превышаться значения дымности, указанные в табл. 4.8.

Таблица 4.8 Нормативные значения дымности отработавших газов дизельного двигателя Режим измерения дымности Предельно допустимый натуральный показатель ослабления светового по­тока Кяоп, м'^1, не более Предельно допустимый коэффициент ослабления светового потока ^ДОп, %, не более Свободное ускорение для автомобилей:     без наддува 1,2   с наддувом 1,6   Максимальная частота 0,4   вращения

 

Дымность автомобилей, официально утвержденных в процессе сертификации на соответствие ГОСТ Р 41.24 или Правилам ЕЭК ООН № 24, проверяется только в режиме свободного ускорения и не должна превышать предельного значения, указанного в до­кументе официального утверждения типа или на знаке, разме­щаемом на двигателе.

Перед проведением проверки дымности или токсичности долж­ны быть выполнены следующие условия:

□ выпускная система автомобиля не должна иметь неплотно­стей, вызывающих утечку отработавших газов и подсос воздуха;

□ перед проверкой двигатель должен быть прогрет до темпера­туры не ниже указанной в руководстве по эксплуатации автомо­биля рабочей температуры моторного масла или охлаждающей жидкости;

□ устройство для пуска холодного двигателя должно быть от­ключено;

□ измерения у автомобилей с раздельной выпускной систе­мой следует выполнять в каждой из выпускных труб отдельно. Оценивают результаты измерений по максимальному значению.

Общие требования к топливной системе и системе выпуска отработавших газов. Подтекание топлива в системе питания бен­зиновых и дизельных двигателей не допускается. Запоры топлив­ных баков и устройства перекрытия топлива должны находиться в работоспособном состоянии.

Газовая система питания должна быть герметичной. Не до­пускается использовать на транспортных средствах, работающих на газе, баллонов с истекшим сроком их периодического освиде­тельствования.

В том случае, если транспортное средство было переоборудова­но для работы на газовом топливе, его владелец обязан иметь при себе акт выдачи транспортного средства после такого переобору­дования, выданный организацией, имеющий право проведения работ данного вида. Кроме того, каждое транспортное средство, имеющее газовое оборудование, в процессе первичной регистра­ции должно быть продиагностировано специальными организа­циями на предмет исправности, герметичности и соответствия конструкции газовой установки. По результатам такой проверки также выдается соответствующий акт. Владельцы транспортных средств, оснащенных газовым оборудованием, проходят специаль­ное обучение по вопросам безопасной эксплуатации газовой уста­новки и получают свидетельство о прохождении такого обучения.

Элементы и соединения в системе выпуска должны находиться в исправном состоянии, не иметь утечек отработавших газов.

 

65. Порядок проверки технического состояния двигателя и его систем

Перед заездом транспортного средства в помещение диагно­стической станции следует выполнить подготовительные и кон­трольные операции в указанном порядке.

1. Определить тип двигателя проверяемого транспортного средства.

2. Если транспортное средство оборудовано газовой установ­кой, произвести дополнительные операции:

□ проверить наличие у владельца транспортного средства всех необходимых документов (акта выдачи (диагностирования) транспортного средства, акта освидетельствования газового бал­лона (баллонов), свидетельства об обучении);

□ перевести двигатель транспортного средства в режим рабо­ты на газовом топливе, обеспечить работу двигателя в этом ре­жиме на холостом ходу в течение не менее 3 мин;

□ проверить с помощью прибора для проверки утечек герме­тичность газовой системы питания; при этом особое внимание следует уделить наполнительному вентилю, запорной арматуре, фиттингам и соединениям. При обнаружении утечек дальней­шую проверку технического состояния не проводить, двигатель заглушить и отбуксировать транспортное средство на стоянку для неисправных транспортных средств, соблюдая меры предо­сторожности;

□ при отсутствии утечек перекрыть запорную арматуру га­зового оборудования и перейти на работу двигателя на жидком топливе. При этом следует выработать весь газ, находящийся в системе, до остановки двигателя.

3. Прогреть двигатель транспортного средства до рабочей тем­пературы охлаждающей жидкости или моторного масла (для двигателей с воздушным охлаждением), указанной в руковод­стве по эксплуатации транспортного средства.

4. Обеспечить заезд транспортного средства в помещение ди­агностической станции.

После установки транспортного средства на соответствующие пост диагностической линии необходимо выполнить операции в указанной последовательности.

1. Проверить техническое состояние элементов системы вы­пуска отработавших газов при работающем двигателе. При об­наружении негерметичности системы проверку экологических показателей отработавших газов не проводить. Оценить надеж­ность крепления и подвешивания элементов системы выпуска отработавших газов, а также наличие и правильность установ­ки соединений трубопроводов системы.

2. При необходимости проверить комплектность и соответст­вие системы вентиляции картера.

3. «Проверить техническое состояние элементов системы пи­тания и убедиться в отсутствии утечек топлива. При проверке определить: наличие крышки горловины топливного бака, на­дежность и герметичность ее закрытия; надежность крепления и отсутствие внешних повреждений топливного бака, трубопро­водов топливной системы, кронштейнов фильтров и топливных насосов; наличие и состояние фиттингов и хомутов, соединяющих элементы топливных магистралей; состояние гибких шлангов топливной системы — отсутствие повреждений, не предусмот­ренных конструкцией транспортного средства контактов их с эле­ментами шасси или двигателя. При обнаружении утечек топлива проверку экологических показателей отработавших газов транс­портного средства не проводить, двигатель заглушить и отбукси­ровать транспортное средство на стоянку для неисправных транс­портных средств, соблюдая меры предосторожности.

4. При отсутствии утечек газа осмотреть элементы системы питания сжиженным или сжатым газом в следующем порядке:

□ проверить наличие на газовых баллонах клейма предприя­тия-изготовителя и нанесение даты последнего и следующего периодического освидетельствования. Оценить надежность кре­пления баллонов, их окраску и убедиться в отсутствии повреж­дений;

□ определить надежность соединений трубопроводов и фиттин­гов системы питания, отсутствие не предусмотренных конструк­цией транспортного средства контактов трубопроводов и гибких шлангов с элементами рамы или шасси;

□ осмотреть краны, клапаны, редукторы и другие элементы системы питания на предмет отсутствия внешних повреждений и надежность крепления.

5. Проверить экологические показатели бензинового двига­теля и сравнить с нормативными в следующем порядке:

□ установить рычаг переключения передач (селектор) в ней­тральное положение, затормозить транспортное средство стоя­ночным тормозом и заглушить двигатель;

□ подготовить газоанализатор к работе согласно руководству по эксплуатации;

□ подключить датчик оборотов к двигателю и газоанализа­тору;

□ установить на выпускную трубу транспортного средства устройство для отвода отработавших газов;

□ установить пробоотборный зонд газоанализатора в отверстие для введения зонда, расположенное в устройстве для отвода отра­ботавших газов, на глубину не менее 300 мм от среза выхлопной трубы;

□ убедиться, что отключены все обогатительные устройства двигателя;

□ запустить двигатель, установить частоту вращения колен­чатого вала на уровне п_пов и обеспечить его работу в этом режиме не менее 15 с;

□ установить минимальную частоту вращения (л_т1п) вала дви­гателя и не ранее чем через 20 с измерить содержание оксида угле­рода и углеводородов;

□ установить повышенную частоту вращения вала двигате­ля, равную «_пов, и не ранее чем через 30 с измерить содержание оксида углерода и углеводородов;

□ извлечь пробоотборный зонд из отверстия для введения зонда, снять устройство для отвода отработавших газов с выпуск­ной трубы глушителя, отсоединить датчик оборотов от двигателя.

6. Проверить дымность дизельного двигателя и сравнить с нор­мативной в следующем порядке:

□ установить рычаг переключения передач (селектор) в ней­тральное положение, затормозить транспортное средство стоя­ночным тормозом и заглушить двигатель;

□ подготовить дымомер к работе согласно руководству по его эксплуатации;

□ подключить датчик оборотов к двигателю и дымомеру;

□ подключить датчик температуры двигателя путем помеще­ния его через отверстие, предназначенное для масляного щупа, в поддон картера двигателя до погружения в находящееся там моторное масло;

□ установить пробоотборное приспособление к выпускной тру­бе транспортного средства. Трубка пробоотборника должна быть обращена открытым концом навстречу потоку отработавших газов и располагаться (по возможности) в направлении оси выпускной трубы или удлинительного патрубка, где распределение отрабо­тавших газов является наиболее равномерным. Трубку рекомен­дуется заглублять в выпускную трубу на расстояние, равное не менее чем утроенному диаметру выпускной трубы. Соединитель­ные патрубки между пробоотборным приспособлением и дымомером должны иметь длину (2,5 ± 0,5) м, устанавливаться (по воз­можности) с подъемом от места отбора пробы до дымомера и не иметь резких перегибов;

□ установить на выпускную трубу транспортного средства устройство для отвода отработавших газов. При установке сле­дует учитывать, что температура отработавших газов на выходе из выпускной трубы в процессе проведения измерений может достигать 400 °С, поэтому при использовании устройства для отвода отработавших газов, не рассчитанного на такой нагрев, следует применять специальную эжекционную насадку, пони­жающую температуру отработавших газов в устройстве;

□ запустить двигатель и отключить устройство, предназна­ченное для пуска холодного двигателя;

□ при работе двигателя в режиме холостого хода при мини­мальной частоте вращения быстрым (но не резким) нажатием до упора на педаль управления подачей топлива установить макси­мальную частоту вращения до включения регулятора. Затем от­пустить педаль до установления минимальной частоты вращения. Этот процесс повторить не менее шести раз;

□ при каждом последующем свободном ускорении зафиксиро­вать максимальную дымность до получения устойчивых значе­ний. Измеренные значения считаются устойчивыми, если четыре последовательных значения располагаются в зоне 0,25 м'¹ и не образуют убывающей последовательности. Результатом измере­ния считается среднее арифметическое четырех значений;

□ выдержать паузу не менее 60 с после проверки в режиме свободного ускорения, после чего (при необходимости) провести проверку в режиме максимальной частоты вращения. Для этого нажать педаль до упора и зафиксировать ее в таком положении, установив максимальную частоту вращения. Измерить дымность не ранее чем через 10 с после впуска отработавших газов в прибор;

□ заглушить двигатель, отсоединить устройство для отвода отработавших газов и пробоотборное приспособление от выпуск­ной трубы глушителя, отключить датчик оборотов от двигателя, вынуть датчик температуры из поддона картера и вставить масля­ный щуп на место.

7. Просмотреть полученные результаты измерений и завер­шить измерения согласно требованиям программного обеспече­ния диагностических приборов