 |
Характеристика состава горючей смеси
|
|
|
|
Состав выхлопных газов машин с карбюраторным двигателем обуславливается качеством поступающей в цилиндры двигателя топливо - воздушной смеси, которая характеризуется коэффициентом избытка воздуха. Коэффициент избытка воздуха a представляет собой отношение воздуха, участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому его количеству.
Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха, то смесь называют нормальной. В этом случае a=1, смесь сгорает полностью с образованием двух компонентов: углекислого газа СО2 и водяного пара Н2О.
Если в горючей смеси на 1 кг. топлива приходится свыше 15 кг, но не более 17 кг воздуха, то ее называют обедненной (a=1,05…1,15), при содержании же воздуха свыше 17 кг - бедной (a=1,2…1,25).
Горючую смесь, содержащую меньше 15 кг, но не менее 12 кг воздуха на 1 кг топлива, называют обогащенной (a=0,8…0,95), а при содержании воздуха менее 12 кг - богатой (a=0,4…0,7)
Оптимальное значение a находится в интервале 0,9 -1,1 наиболее экономичная работа двигателя достигается на обедненной смеси. При a<0,9 или a>1,1 образуются продукты неполного сгорания топлива: окись углерода СО и углеводороды СН.
ГОСТ 17.2.2.03 обязывает проводить проверку концентрации СО и СН в отработавших газах на двух режимах холостого хода: при минимальной и максимальной частоте вращения коленчатого вала. На практике регулируют подачу топлива в двигатель в этих пределах в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и режимов нагрузки двигателя.
Назначение и технические данные газоанализатора
ФА -01М.
Газоанализатор предназначен для контроля технического состояния карбюраторного двигателя: для отбора,транспортирования и подготовки отработавших газов двигателя с последующим измерением объемной доли окиси углерода СО и углеводородов СН в подготовленной газовой пробе и измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя.
|
|
|
Табл.12.3. Технические данные газоанализатора
| № | Показатель | Параметры по каналам | ||
| СО | СН | Тахометр | ||
| Диапазоны измерения | 0…10% | 0…5000 млн-1 | 500…10000 мин-1 | |
| Минимальный разряд цифровых устройств | 0,01% | 10 млн-1 | 10 мин-1 | |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ±0,25…0,5% | ±100…250 млн-1 | ±250 мин-1 |
Устройство и работа газоанализатора
В основу принципа действия газоанализатора положен оптико-абсорбционный метод, основанный на измерении поглощения инфракрасной (ИК) энергии излучения анализируемым компонентом. Степень поглощения ИК-энергии излучения зависит от концентрации анализируемого компонента в газовой смеси. Каждому газу присуща своя область длин волн поглощения. Это обуславливает возможность избирательного анализа газов.
Сущность метода заключается в следующем: если поочередно пропускать поток монохроматического ИК - излучения, полученный за счет прохождения им интерференционного фильтра, через кювету с анализируемой газовой смесью и без нее, то на приемнике излучения будет регистрироваться переменный сигнал, который несет информацию о количестве ИК-энергии, поглощенной анализируемым компонентом и, следовательно, о концентрации анализируемого компонента.
Для одновременного анализа двух компонентов (СО и СН) оптическая схема содержит два интерференционных фильтра.
На рис. 12.4 представлена блок - схема газоанализатора. Он состоит из двух излучателей 16, создающих два несущих информацию о концентрации потока энергии (потоки энергии попадают в кюветы 12 и 13, имеющие измерительный и сравнительный каналы); обтюратора 8, вращающегося от электродвигателя 11; интерференционных фильтров 9 и 10 определенной длины волны; фоконов 7 с приемниками ИК излучения 6, предварительного усилителя 5; блока вторичной обработки информации 4, сигнал с которого поступает на блок коррекции 3 и далее на плату индикации и управления 2; блока питания 14; датчиков положения обтюратора 15; датчика тахометра, сигнал с которого поступает на плату измерения тахометра 3.
|
|
|
В одном из положений обтюраторов поток ИК излучения от излучателей 16, пройдя измерительные каналы кювет, интерференционные фильтры 9 и10, фоконы 7, попадает на приемники ИК -излучения 6, где преобразуется в электрические сигналы, поступающие на предварительные усилители 5, а затем в блок вторичной обработки информации 4.
В другом положении обтюратора поток ИК излучения от излучателей проделывает тот же путь, только проходит сравнительные каналы кювет 12,13. Положение обтюратора 8 регистрируется датчиком положения 15.
Электрические сигналы с выхода приемников ИК излучения, представляющих собой пироэлектрические приемники, усиливаются в предварительных усилителях и преобразуются блоком вторичной обработки информации в сигналы, поступающие на блок коррекции 3, и в заключение на плату индикации и управления.
Рис.12.4. Блок-схема газоанализатора 102 ФА-01М
1-датчик тахометра; 2-плата индикации и управления; 3-блок коррекции СО, СН и плата измерения тахометра; 4-блок ВОИ; 5-предварительный усилитель; 6-приемник ИК излучения (2шт); 7-фокон (2шт); 8-обтюратор; 9-интерференционный фильтр канала СО; 10-интерференционный фильтр канала СН; 11-электодвигатель;12-кювета канала СО; 13-кювета канала СН; 14-блок питания; 15-датчик положения обтюратора; 16-излучатель (2 шт.)
Для исключения влияния дестабилизирующих факторов, изменяющих чувствительность газоанализатора, применено устройство стабилизации этого сигнала путем воздействия на коэффициент усиления измерительного тракта.
Подготовка газоанализатора к работе и проведение
Измерений
Подготовку газоанализатора к работе проводят в следующей последовательности:
Проверяют исходное положение кнопок «включения питания» 11 (рис.12.5) и «включения побудителя расхода» 10. Они должны быть отжаты.
|
|
|
Соединяют элементы газозаборного тракта: присоединяют трубопровод (рис.12.6) с помощью поливинилхлоридной трубки, входящей в комплект поставки к штуцеру вход фильтра 10 (рис.12.7) штуцер выход фильтра 4 соединяют с штуцером вход преобразователя измерительного 18 (рис.12.5) с помощью поливинилхлоридной трубки.
Присоединяют индуктивный датчик тахометра к преобразователю измерительному с помощью разъема 23 (рис.12.5).
Проверяют положение тумблера переключения питания 19. Если газоанализатор питается от источника переменного тока, тумблер устанавливают в положение «~220В», если от источника постоянного тока, то в положение «=12В».
Подключают газоанализатор к сети 220В с помощью соединительного шнура, или к источнику постоянного тока = 12В с помощью кабеля, входящего в комплект ЗИП. Включают питание газоанализатора, нажав кнопку включения питания. При питании от источника = 12В включение газоанализатора происходит при любом положении указанной кнопки. Должен загореться индикатор включения сети 8. Прогревают газоанализатор в течении 30 минут.
Включают кнопку побудителя расхода -O- 10. Должен загореться индикатор 9 и начать работать побудитель расхода. Если индикатор мигает, необходимо сменить фильтрующий элемент.
Для замены фильтра грубой очистки откручивают отстойник 1 (рис.12.7), при необходимости сливают из него конденсат, снимают стопорное кольцо 11, извлекают сетку 9, вынимают фильтр 2 и заменяют его на новый. Для замены фильтра тонкой очистки 8, извлекают фильтр 7 и заменяют его на новый.
Проверяют показания отсчетных устройств газоанализатора. Если они не равны нулю, то с помощью ручек подстройки 4 и 13 (рис.12.5) устанавливают нулевые показания с точностью ±0,01.
Измерение объемной доли окиси углерода и углеводородов выполняют в следующей последовательности:
Прогревают двигатель автомобиля до температуры, не ниже рабочей температуры охлаждающей жидкости или моторного масла. Заглушают двигатель, затормаживают автомобиль стояночным тормозом. Устанавливают трубопровод в выхлопную трубу автомобиля.
|
|
|
Рис.12.5 Схема расположения органов управления газоанализатора на передней (а) и задней (б) панелях.
1-цифровое отсчетное устройство канала СН; 2-цифровое отсчетное устройство канала СО; 3-потенциометр подстройки чувствительности канала тахометра; 4-ручка тонкой регулировки «0» канала СО; 5-шторка; 6-потенциометр подстройки чувствительности канала СО; 7- цифровое отсчетное устройство тахометра; 8-индикатор включения сети (неисправности); 9-индикатор вращения обтюратора; 10-кнопка включения побудителя расхода (-O-); 11-кнопка включения питания (O); 12-потенциометр подстройки чувствительности канала СН; 13-ручка тонкой регулировки «0» канала СН; 14-шнур с вилкой; 15-клемма заземления; 16-клеммы подключения питания постоянного тока (=12В); 17-предохранители; 18-штуцер «ВХОД»; 19-тумблер переключения питания (~220В,=12В); 20-штуцер «ВЫХОД»; 21-гнездо крепления фильтра; 22-табличка; 23-разъем подключения датчика тахометра
| Рис. 12.6. Трубопровод: 1-переходник; 2-трубопровод; 3-зажим; 4-ручка; 5-штуцер; 6-корпус. | |
| Рис.12.7. Фильтр: 1-отстойник; 2-фильтр грубой очистки; 3-кольцо герметизирующее; 4-штуцер ВЫХОД; 5-корпус; 6-окна; 7-фильтр тонкой очистки; 8-гайка; 9-сетка; 10-штуцер ВХОД; 11-кольцо стопорное. |
Запускают двигатель, полностью открывают воздушную заслонку карбюратора, устанавливают на 20...40 с минимальную частоту вращения коленчатого вала и фиксируют показания измеренных концентраций по цифровым индикаторам 1 и 2 панели прибора.
Выключают двигатель, вынимают трубопровод из выпускной трубы и продувают прибор атмосферным воздухом до установления нужных показаний на цифровых индикаторах.
Вводят трубопровод в выпускную трубу и запускают двигатель.
Устанавливают на 20...40 с максимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя и снова фиксируют показания измеренных концентраций на цифровых индикаторах панели прибора.
Таблица 12.4 Предельное содержание токсичных элементов в отработавших газах.
| Частота вращения коленчатого вала двигателя | Предельное содержание | ||
| Окиси углерода СО, % | углеводородов СН,млн-1 | ||
| для двигателей с числом цилиндров | |||
| до 4-х | более 4-х | ||
| nmin | 1,5 | ||
| nmax | 2,0 |
Примечание: Значения частоты вращения коленчатого вала двигателя равны
nmin = 500...900 мин-1
nmax = 2500...3200 мин-1 в зависимости от марки двигателя.
Заглушают двигатель, вынимают трубопровод из выхлопной трубы; после установления нулевых показателей газоанализатора отжимают кнопку побудителя расхода 11.
Замеряют значение атмосферного давления. Если разница между измеренным давлением и давлением эталонным 101,3 кПа (760 мм.рт.ст.) более чем ±0,7 кПа (±5 мм.рт.ст.), то корректируют значения концентрации по формулам:
|
|
|
А=N [1+0,015 (101,3-Р1)]; (12.1)
А=N [1+0,002 (760-Р1)]; (12.2)
где А- истинное значение концентрации;
N-показания газоанализатора;
Р1-атмосферное давление при измерении (кПа для формулы 12.1, мм.рт.ст. для формулы 12.2).
Измерение частоты вращения коленчатого вала двигателя проводят в следующем последовательности:
Прогревают двигатель автомобиля и газоанализатор. Заглушают двигатель; открывают капот двигателя, фиксируют зажим датчика тахометра на корпусе автомобиля, а датчик на одном из высоковольтных проводов свечи зажигания;
Запускают двигатель автомобиля и снимают показания.
Сравнивают измеренные значения с нормативными (табл. 12.4) Повышенные по сравнению с предельным значением содержание окиси углерода указывает: при минимальной частоте вращения коленчатого вала - на неправильную регулировку системы холостого хода карбюратора (данные операции лучше выполнять совместно); при максимальной частоте вращения коленчатого вала на неисправность главной дозирующей системы или неплотность прилегания клапанов экономайзера и ускорительного насоса. В последнем случае требуется более детальная настройка карбюратора.
Отчет по работе
1. Записать перечень операций технического обследования и диагностирования.
2. Выполнить операции технического обслуживания.
3. Произвести замеры параметров, полученные данные занести в протокол диагностирования.
4. Сделать заключение о состоянии диагностируемых механизмов.
|
|
|
