Бензиновий двигун

Діагностування бензинових двигунів при роботі на зрідженому газі за складом відпрацьованих газів.

20.08.2015

Наука і технології // Машинобудування
Діагностування бензинових двигунів при роботі на зрідженому газі за складом відпрацьованих газів

Рідке моторне паливо використовується для ДВЗ, 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 і інші інертні гази. приблизно 0.94 %) у продуктах згоряння повинні бути лише азот (N2), вуглекислий газ (СО2), вода (Н2О).

Проте реальний склад відпрацьованих газів (ОГ) набагато складніше.

У двигунах внутрішнього згоряння (ДВЗ) є декілька джерел викидів шкідливих речовин, основними з яких є три: паливні випаровування, картерні і відпрацьовані гази.

Відпрацьовані гази — основне джерело токсичних речовин ДВЗ — 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 пятикомпонентного газоаналізатора.

Для перевірки виконання норм на токсичність визначається вміст у вихлопних газах вуглеводнів (СН), окису вуглеводню (З), двоокису вуглецю (СО2).

Правильно експлуатований і вчасно 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 чи млн ).

Нормально працюючий двигун спалює в циліндрах практично все паливо, допустимий вміст СН повинно бути менше 50 РРМ.

Бензин є канцерогеном.

Підвищений вміст СН може пояснюватися, наприклад, великим споживанням масла через слабкі ущільнювальне кільце поршнів.

Найчастіше збільшений 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) — нестійка хімічна сполука, легко вступає в реакцію з киснем, дає двоокис вуглецю СО2. З — отруйний газ без кольору, смаку і запаху. Вступаючи в легенях 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 фільтра;

— порушення обертів двигуна на холостому ходу; — підвищений тиск палива;

— будь-які інші несправності, що приводять до роботи двигуна на багатих сумішах.

Двоокис вуглецю (СО2) — результат з’єднання вуглецю з палива з киснем. Допустимий вміст 12 — 15 %. Високі значення свідчать про гарну 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 %, та 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 ДВЗ 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 вмісту компонентів (табл. 1).

Примітка: ВГ 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, які потрапляють КС разом з маслом.

Горіння палива відбувається при різних значеннях співвідношення палива і повітря, а також при різних тисках в КС.

Зміна тиску в КС призводить до зміни меж займання паливноповітряних 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 спалахування, тобто займання бідних паливом сумішей, змінюється дуже незначно.

У той же час верхня межа спалахування, тобто займання багатих паливноповітряних сумішей, істотно збільшується.

Для умов використання газоподібних сумішей у двигунах внутрішнього згоряння підвищення тиску в циліндрі двигуна дозволяє успішно спалювати збагачені топливовоздушные суміші. Якщо при атмосферному тиску верхня межа вмісту газу в смеси14.2 %, 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 досліджено принципова можливість та розроблено методику кількісної оцінки витрат палива за непрямими параметрами.

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 (СмНп).

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 та технічний стан двигуна лише при роботі на збагачених паливо — повітряних сумішах.

це Пояснюється тим, що при роботі на збіднених сумішах вміст окису вуглецю у відпрацьованих газах незначно.

З-за недостатньої інформативності змісту окису вуглецю при збіднених сумішах, в якості діагностичного параметра доцільно вибрати концентрацію вуглеводнів в ОГ, оскільки будь-яке незначне порушення процесу згоряння в циліндрах призводить до різкого підвищення їх викидів.

Визначити тільки по концентрації СО, є регулювання двигуна оптимальної, неможливо.

Завмер ж концентрацій окису вуглецю і вуглеводнів дозволяє не тільки регулювати двигуни у відповідності з вимогами Гостів, але і отримувати оптимальне регулювання по стійкості роботи і економічності.

За концентрації вуглеводнів можна судити про порушення робочого процесу не тільки внаслідок неправильного відрегульованого складу паливної суміші, але і інших причин, зокрема, з — за несправності системи запалювання.

При перевірці систем живлення 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, більш чітко 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 живлення і запалювання під навантаженням. Як перевірочних можуть бути прийняті ті ж режими, на яких перевіряються тягові якості автомобілів.

Досліджуючи вплив несправностей систем живлення і запалювання на токсичність відпрацьованих газів, КАДІ спільно з Державтоінспектором отримані дані по зміні концентрації окису вуглецю (СО) і вуглеводнів (СН) при наявності несправностей та порушень регулювань систем живлення і запалювання.

Визначено орієнтовні межі концентрацій СО і СН, відповідні нормального технічного стану систем живлення 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 поплавковій камері;
  • 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 живлення і запалювання, які можуть викликати відхилення концентрацій СО і СН від зазначених меж під навантаженням:

  • 1. застосування головних паливних жиклерів з більшою пропускною здатністю;
  • 2. засмічення жиклера каналу або економайзера;
  • 3. заїдання клапана економайзера у відкритому стані;
  • 4. раннє включення економайзера.

Використання концентрації СО і СН у відпрацьованих газах бензинового двигуна в якості діагностичних параметрів дозволяє виявити практично всі можливі несправності систем живлення і запалювання.

Короткий опис статті: бензиновий двигун Склад відпрацьованих газів є одним з інформативних джерел для діагностування двигунів. відпрацьований газ, несправності, діагностування, бензиновий двигун, скраплений газ, рідке моторне паливо

Джерело: Діагностування бензинових двигунів при роботі на зрідженому газі за складом відпрацьованих газів // Машинобудування // Наука та технології | Neftegaz.UK

Також ви можете прочитати