ћосква +7 495 545 6936
E-mail: написать
YouTube Instagram
Ќаш опыт в двигател€х Ч с 1990 года!
—ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ… ћќ“ќ–Ќџ… ÷≈Ќ“–
јЅ-»нжиниринг
√Ћј¬Ќјя
ƒиагноребус. √азоанализаторы

—≈–√≈… √ј«≈“»Ќ, ,
технический эксперт компании Ђјм≈врої,
—≈–√≈… —јћќ’»Ќ

¬ сознании многих газоанализатор прочно ассоциируетс€ с определением токсичности выхлопных газов автомобил€. Ёто, действительно, так.  онтроль токсичности Ч одна из основных функций газоанализатора, но не единственна€. √азоанализатор способен решать широкий круг задач по исследованию состо€ни€ двигател€ и его систем. ѕричем, его диагностические способности столь обширны, что мы без колебаний поместили газоанализаторы в основание Ђдиагностической пирамидыї.

Ѕензиновый двигатель внутреннего сгорани€ можно рассматривать как преобразователь химической энергии топлива (бензина). ѕреобразователь потребл€ет топливо и окислитель (кислород, содержащийс€ в воздухе). ¬ результате реакции быстрого окислени€ (горени€) топлива, протекающей в камере сгорани€, больша€ дол€ химической энергии преобразуетс€ в механическую (вращение коленчатого вала). Ёто Ч факт положительный, так как в этом состоит основное предназначение двигател€. ѕо закону подлости, при этом возникают, по крайней мере, два непри€тных момента.

¬о-первых, часть выделившейс€ тепловой энергии рассеиваетс€ в элементах конструкции двигател€. ≈е приходитс€ удал€ть, использу€ систему охлаждени€. ¬о-вторых, в результате горени€ образуютс€ побочные химические продукты. „асть из них €вл€етс€ нейтральными в отношении воздействи€ на окружающую среду (углекислый газ —ќ2, кислород ќ2, пары воды Ќ2ќ), часть Ч исключительно вредными (углеводороды Ќ—, оксид углерода —ќ, оксиды азота Nќ’).

Ќе то, чтобы нас не волнует проблема окружающей среды, но в данный момент состав побочных продуктов реакции будет нам интересен прежде всего как диагностический параметр. ѕочему он таковым €вл€етс€?

Ёффективность работы двигател€ в первую очередь определ€етс€ полнотой сгорани€ топлива. ќна зависит от многих факторов:

- от оптимального соотношени€ горючего и окислител€ (за это отвечают системы измерени€ расхода воздуха и дозировани€ топлива);

- от их тщательного перемешивани€ (на это вли€ет состо€ние форсунок, конструкци€ впускного коллектора и камеры сгорани€);

- от эффективности предварительного сжати€ топливного зар€да, определ€ющегос€ состо€нием ÷ѕ√ и √–ћ;

- от эффективности воспламенени€, что подразумевает исправность всех элементов системы зажигани€ и оптимальный ”ќ«.

Ћюбое отклонение от нормы или несогласованность в работе перечисленных систем двигател€ приводит к снижению его эффективности и, как следствие, к изменению концентрации побочных продуктов сгорани€.  онструктивные недочеты, эксплуатационные отклонени€ параметров, нарушение регулировок Ч все это, так или иначе, отражаетс€ на составе Ђвыхлопаї. “аким образом, состав отработавших газов €вл€етс€ обобщенным параметром, своего рода Ђпробирным камнемї, с помощью которого делаетс€ вывод об эффективности двигател€, безошибочности и слаженности работы всего комплекса, его основных систем: механической, топливоподачи и зажигани€.

»з истории Ђанализовї

√азоанализ начали примен€ть дл€ исследовани€ процессов в двигател€х задолго до того, как был прин€т первый закон, предусматривавший контроль токсичности выхлопа автомобилей.  стати, прин€т он был в конце 60-х в јмерике. “ак что американцы Ч застрельщики в борьбе за экологически чистый транспорт.

ѕервые образцы газоанализаторов, примен€вшиес€ дл€ регулировки двигателей, из всего Ђбукетаї побочных продуктов сгорани€ измер€ли только концентрацию —ќ (то есть были однокомпонентными приборами). ≈е анализ позвол€л судить о соотношении топливо-воздушной смеси, а значит, мог помочь в настройке карбюратора. ¬ Ђпервобытныхї газоанализаторах использовалс€ эффект изменени€ электропроводности платиновой спирали в среде оксида углерода.

  70-м годам, когда остро встал вопрос контрол€ вредных выбросов автотранспорта, уровень развити€ техники позволил создать более качественные, двухкомпонентные приборы. ќни измер€ли дополнительно концентрацию еще одного вредоносного компонента Ч Ќ— (несгоревших частиц углеводородов, вход€щих в состав топлива).  стати, содержание углеводородов (также и оксидов азота) определ€етс€ не в процентах, как всех прочих газообразных компонентов, а в PPM Ч количестве частиц на миллион. ѕомимо этого, использовалс€ иной, более точный метод определени€ концентрации Ч спектрометрирование выхлопных газов в » -диапазоне. Ётот же принцип примен€етс€ и в современных газоанализаторах.

ƒальнейшее совершенствование газоанализаторов определ€лось как посто€нно ужесточавшимс€ контролем токсичности, так и повышением требований к прибору как диагностическому инструменту. »наче как объ€снить по€вление трехкомпонентных газоанализаторов, дополнительно позвол€вших измер€ть концентрацию диоксида углерода —ќ2, безопасного газа без цвета и запаха, натурального продукта сгорани€ углеводородов? »нформаци€ о нем ничего не дает, с точки зрени€ определени€ вредности выбросов в атмосферу. «ато ценна дл€ диагноста, поскольку позвол€ет косвенно судить о полноте сгорани€ топлива даже в случае, если двигатель оборудован нейтрализатором выхлопных газов.

 стати, оборудование выхлопной системы автомобилей каталитическим нейтрализатором дало немалый импульс развитию приборов газоанализа. ƒвухкомпонентные газоанализаторы, как диагностические приборы, в этих услови€х оказались малоэффективными. ќни не давали достаточного количества объективной информации о работе двигател€, так как каталитические нейтрализаторы активно уменьшали именно концентрацию измер€емых ими продуктов сгорани€ Ч —ќ и Ќ—.

ѕри покупке газоанализатора имейте это в виду.  ак бы ни были привлекательны, с ценовой точки зрени€, двухкомпонентные газоанализаторы, при диагностике современных двигателей, оборудованных катализатором, они имеют ограниченное применение. „тобы дать возможность диагностам какое-то врем€ использовать двухкомпонентные приборы дл€ анализа, ранее некоторые модели автомобилей снабжались специальным патрубком дл€ отбора проб газов до катализатора. — по€влением четырех- и п€тикомпонентных газоанализаторов необходимость в этом отпала.

—овременные четырехкомпонентные газоанализаторы измер€ют концентрацию —ќ, Ќ—, —ќ2, и ќ2. «амеры содержани€ первых трех компонентов выполн€ютс€ упоминавшимс€ спектрометрическим методом.  онцентраци€ кислорода определ€етс€ при помощи электрохимического датчика. “ак же определ€етс€ содержание в выхлопе оксидов азота NOX в более сложных, п€тикомпонентных приборах.

ѕреимущество приборов этого уровн€ заключаетс€ в том, что они позвол€ют расчетным путем определить исходный состав топливной смеси даже дл€ двигателей, выхлопна€ система которых оборудована катализатором. ѕомимо этого, они предоставл€ют диагносту несколько дополнительных параметров, совокупный анализ которых позвол€ет глубже пон€ть характер процессов, происход€щих в двигателе.

»ме€ это в виду, газоанализаторы с успехом используют в составе диагностических комплексов совместно с мотортестером.

„то такое Ђхорошої?

√азоанализатор Ч это очень тонкий физический прибор. ≈го качество определ€етс€ не столько формой, сколько содержанием, то есть точностью и надежностью его основных компонентов. —реди них, в первую очередь, можно отметить спектрометрический блок.

 онструктивно и технологически это устройство настолько специфично, что его производство на должном, с точки зрени€ качества, уровне освоено лишь несколькими компани€ми, имена которых хорошо известны специалистам. —реди них можно упом€нуть американские фирмы Sensors и Andros, обеспечивающие до 80% потребности в данной продукции.

—ами они выпуском газоанализаторов не занимаютс€, снабжа€ производителей лишь качественными комплектующими устройствами. ѕомимо американцев, спектрометрические блоки производ€т: €понска€ фирма Horiba, немецка€ Ч Beckmann и р€д менее известных компаний.

“акое разделение труда себ€ оправдывает. ¬о вс€ком случае, предпринимавшиес€ р€дом фирм попытки самим наладить производство спектрометрических блоков к хорошим результатам не приводили. Ёти устройства, как правило, страдали большими погрешност€ми измерений, нестабильностью результатов, низкой надежностью.

“аким образом, большинство газоанализаторов Ч приборы-интернационалисты. ¬ том смысле, что внутри газоанализатора, собранного в –оссии,  орее или »талии, можно обнаружить основные блоки, произведенные в других част€х света. —трем€сь удешевить конечный продукт, многие фирмы используют комплектующие менее известных компаний, качество которых несколько хуже. ¬ывод прост: приобрета€ газоанализатор, необходимо интересоватьс€ у продавца происхождением его основных блоков. ћирова€ известность их производител€ Ч гаранти€ хорошего качества прибора в целом. ѕри этом можно не сомневатьс€, что диапазон измерени€ и точность будут на должном уровне.

¬ажность точности, стабильности и надежности измерительного блока газоанализатора очевидна. Ќе меньшее значение имеют конструктивные особенности и качество системы принудительного отбора и фильтрации газов. Ћучше, если она будет двухконтурной. ¬ этом случае насос одновременно используетс€ и дл€ прокачки отфильтрованного и осушенного газа, и дл€ автоматического удалени€ конденсата из фильтра.

‘ильтр прибора одновременно используетс€ и дл€ удержани€ механических частиц, и дл€ отделени€ влаги, содержащихс€ в выхлопе. ќн должен быть максимально надежным и лучше многоступенчатым. ѕопадание в кювету спектрометрического блока частиц или влаги не только вносит погрешности, но способно вывести из стро€ самый надежный блок.

Ќе последнюю роль играет производительность насоса. ќна определ€ет врем€ реакции прибора на изменение состава отработавших газов. ќни подаютс€ от пробоотборного зонда в измерительный блок по прот€женному шлангу с небольшим проходным сечением. ∆елательно, чтобы врем€ реакции не превышало 10 сек.

ћногие узлы прибора термостабилизируютс€, их температура поддерживаетс€ с высокой точностью. ”добнее, если врем€ прогрева газоанализатора до рабочей температуры составл€ет не более 10-15 минут.

Ќа удобство в эксплуатации вли€ет и характер питани€ прибора.  омбинированное (сетевое и от 12-вольтового аккумул€тора) питание позвол€ет более гибко использовать газоанализатор. ¬ частности, если габариты газоанализатора невелики, можно выполн€ть замеры состава газов при движении автомобил€.

¬ообще, миниатюризаци€ диагностических приборов, в частности, газоанализаторов, Ч одна из главных современных тенеденций приборостроени€. Ёто не дань моде. ÷ель миниатюризации Ч максимально приспособить приборы к проведению исследований Ђна ходуї, попытка перевести диагностику в Ђбоевуюї обстановку реальных режимов работы двигател€.

≈сли говорить о газоанализе, такой подход, во-первых, позвол€ет измер€ть токсичность выхлопа в движении, что уже сейчас требуют стандарты р€да штатов в —Ўј. ¬о-вторых, расшифровка записи изменени€ состава отработавших газов при различных режимах движени€ дает богатейшую, качественно иную информацию дл€ анализа. ќна помогает про€снить такие тонкости рабочих процессов, которые недоступны при испытани€х в боксе в безнагрузочных режимах.

ѕомимо этого, весьма полезными Ђпримочкамиї будут: дополнительные датчики, позвол€ющие измер€ть частоту вращени€ двигател€ и температуру масла, встроенный принтер дл€ распечатки результатов измерений и стандартный порт дл€ св€зи газоанализатора с компьютером. ѕоследнее делает возможным компьютерную обработку замеров и созданиe базы данных. ’орошему прибору не повредит нагл€дна€ индикаци€, простое и удобное управление режимами, автоматизаци€ некоторых режимов: прогрева, установки Ђнул€ї, удалени€ конденсата, перехода в режим Ђstand byї.

≈ще раз подчеркнем, что под хорошим газоанализатором дл€ диагностики современных двигателей мы подразумеваем, как минимум, четырехкомпонентный прибор с функцией расчета состава смеси.

„то на рынке

ќтечественный рынок газоанализаторов обширен. Ќа нем представлена продукци€ различной степени совершенства, разных производителей в широком ценовом диапазоне. ¬ общем, есть из чего выбрать.

“ем, кто занимаетс€ организацией государственных или альтернативных пунктов инструментального контрол€, адресуютс€ наиболее совершенные и дорогие модели. ќни представл€ют собой стойку, в которой смонтирован высококачественный многокомпонентный газоанализатор, процессор дл€ компьютерной обработки измерений, включающей экспертную оценку работоспособности систем двигател€, монитор и принтер.

Ќадежность и ресурс таких приборов позвол€ют в течение дес€тка лет ежедневно работать в непрерывном режиме. «а это придетс€ заплатить от 6 тыс€ч долларов и выше.

ƒл€ оснащени€ участков диагностики можно использовать газоанализаторы классом пониже. —то€т они меньше. Ќаиболее дешевы приборы отечественного производства. Ѕольшинство из них изготавливаетс€ по общей схеме, с использованием импортных комплектующих, чем в большой степени и определ€етс€ конечна€ цена газоанализатора. Ќеплохие отечественные четырехкомпонентные газоанализаторы сто€т от 1,5 тыс€ч долларов.

Ћюбител€м импортной продукции предлагаютс€ приборы из јмерики, »талии, √ермании, „ехии,  ореи. „етырехкомпонентный прибор хорошего уровн€ можно приобрести по цене примерно от 3 тыс€ч долларов.  ачество сборки, завис€щее от страны-производител€, конечно, имеет значение, но не забывайте Ђзреть в кореньї, то есть на происхождение измерительного блока и степень оснащенности прибора, о чем мы уже упоминали.

” нас все еще широко распространены двухкомпонентные газоанализаторы как отечественного, так и импортного производства. ѕричина Ч большой парк отечественных автомобилей, не оборудованных катализаторами. “акие газоанализаторы существенно дешевле, но на звание полноценных диагностических приборов даже при обслуживании российских машин претендовать не могут по причине скудности получаемой дл€ анализа информации.

Ќе мытьем, такЕгазоанализатором!

Ч ≈сли двигатель не запускаетс€, убедитесь в том, что концентраци€ Ќ— в выхлопной трубе равна или выше 2000 ррм. »ной результат означает, что в двигатель не поступает топливо.

Ч ѕри поиске мест утечек топлива обследуйте пробоотборным зондом газоанализатора подозрительные места. —качок концентрации Ќ— укажет источник течи.

Ч ≈сли двигатель перегреваетс€, поднесите зонд газоанализатора к открытому расширительному бачку системы охлаждени€. Ќаличие в парах Ќ— или —ќ свидетельствует о повреждении прокладки √Ѕ÷.

Ч ≈сли при замере оказалось, что —ќ выше 0,5%, а сигнал датчика кислорода не превышает 0,5 ¬, то скорее всего, датчик неисправен.



ƒругие наши статьи...




—ћ÷ "јЅ-»нжиниринг"© 2001. ¬се права защищены