Проверка и регулировка токсичности отработавших газов двигателя

Обновлено: 27.02.2024

Проверка и регулировка токсичности отработавших газов двигателя

Содержание токсичных веществ в отработавших газах двигателей зависит в первую очередь от состояния и регулировки приборов системы питания, а также от общего технического состояния автомобиля и режимов работы двигателя. Нагрузка двигателя также оказывает существенное влияние на токсичность отработавших газов.

Оптимальным режимом работы двигателя следует считать такой, когда коэффициент избытка воздуха приближается к а =1,2. При этом достигается снижение токсичности и уменьшение расхода топлива. Для практического обеспечения этого режима необходимы специальные конструктивные мероприятия, которые внедряются на автомобильных двигателях.

Графики зависимостей показывают, что наибольший выброс окиси углерода происходит в режиме холостого хода двигателя. Поскольку этот режим составляет довольно большой процент работы двигателя, особенно в городе, оказалось целесообразным ввести ограничения токсичности именно для режима холостого хода, учитывая также простоту проверки токсичности в этом режиме.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

С целью нормирования токсичности в нашей стране действует ГОСТ 17.2.2.03 — 77 «Охрана природы. Атмосфера. Содержание окиси углерода в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. Нормы и метод определения». Согласно этому ГОСТу, допускается содержание окиси углерода в отработавших газах двигателей при работе на холостом ходу и при отборе пробы внутри выпускного трубопровода на расстоянии не менее 300 мм от его среза — не более 2,0% по объему при малой частоте вращения коленчатого вала; не более 1,5% по объему при большой частоте вращения (0,6 п от частоты вращения, соответствующей номинальной мощности двигателя) для автомобилей, изготовленных с 01.07. 1978 г. до 01.01. 1980 г. После этого срока нормы ужесточаются соответственно до 1,5 и 1,0%.

Рис. 49. Зависимость концентраций токсичности веществ от состава горючей смеси

Для контроля токсичности отработавших газов карбюраторных двигателей разработаны и применяются различные методы. Они позволяют определять величину концентраций окиси углерода, окислов азота и несгоревших углеродов в отработавших газах. Концентрацию окиси углерода, которая содержится в отработавших газах в значительных количествах, можно определять относительно простыми методами. Из них следует особо выделить следующие: каталитическое дожигание окиси углерода на раскаленной платиновой спирали; поглощение компонентами отработавших газов недисперсного инфракрасного излучения, имеющего определенную длину волны; химический метод, использующий реакцию ве-щества-индикатора с окисью углерода.

Состав отработавших газов определяют с помощью приборов, называемых газоанализаторами. Они бывают стационарные и портативные (переносные). Стационарные газоанализаторы применяют в основном для лабораторных исследований.

Токсичность отработавших газов в условиях эксплуатации автомобилей проверяют переносными отечественными газоанализаторами типа ОА-2Ю9, К-456 и импортными типа Элкон S-105 (ВНР), Абгаз-Инфралит (ГДР), AS R-70 (ПНР) и др.

Хорошими качествами обладают газоанализаторы непрерывного контроля отработавших газов типа К-456 и Элкон S-105.

Принцип работы прибора К-456 заключается в определении концентрации СО по количеству тепла, которое выделяется при дожигании пробы газа на раскаленной каталитически активной платиновой спирали. В качестве измерительной системы газоанализатора К-456 (рис. 50) используется электрический мост, в плечи которого включены измерительная платиновая нить R, термо-компенсациоиная эталонная платиновая нить RK, два постоянных резистора R1 и R2, а в диагональ — измерительный прибор И. На ноль стрелку прибора устанавливают перемещением движка потенциометра Rn. Питание прибора осуществляется от аккумуляторной батареи Б. Для надежности подвода отработавших газоз к платиновой нити используется мембранный насос.

Рис. 50. Схема измерительной части газоанализатора с каталитическим дожиганием отработавших газов

При поступлении отработавших газов к раскаленной платиновой нити происходит их догорание и выделяется дополнительная теплота. В результате повышается температура нити и увеличивается ее сопротивление, что ведет к разбалансу моста. Степень разбаланса регистрируется измерительным прибором — микроамперметром, шкала которого отградуирована в процентах содержания СО.

Прибор Элкон S-105 показан на рис. 51. На лицевой панели прибора расположены стрелочный прибор, легкосъемные фильтры для пробы газов и воздуха, ручки управления и кабель электрического питания от автономной аккумуляторной батареи.

Рис. 51. Газоанализатор Элкон S-105:
1 — стрелочный прибор, 2 — воздушный фильтр, 3 — ручка потенциометра зануления прибора, 4— переключатель напряжения питания 6—12 В, 5 — предохранитель, 6 — трубка для подвода газов от выпускной трубы глушителя, 7 — зонд, 8 — газовый фильтр, 9 — аккумуляторная батарея

Порядок работы с прибором следующий: подключают прибор к источнику питания; соединяют трубку подвода газов с зондом прибора, не соединяя ее конец с выпускной трубой глушителя автомобиля; устанавливают на ноль стрелку прибора ручкой потенциометра; вставляют трубку пробоотборника в выпускную трубу глушителя и закрепляют ее зажимом, пускают двигатель и замеряют концентрацию СО в интервале 30 с (не менее) в выбранном режиме.

Газоанализатор Абгаз-Инфралит (ГДР) работает на принципе поглощения различными газовыми компонентами инфракрасных лучей с определенной длиной волны. Например, окись углерода СО поглощает инфракрасные лучи (ИК-лучи) длиной волны 4,7 мкм. В данном случае степень поглощения лучей соответствует концентрации СО.

Принцип работы газоанализатора Абгаз-Инфралит (рис. 52) следующий. Два излучателя 6 инфракрасных лучей через параболические линзы и обтюратор создают пучок, направляемый в рабочую камеру и камеру сравнения, которая заполнена воздухом, не поглощающим ИК-лучи.

В рабочей камере газ проходит под действием мембранного насоса и поглощает из общего спектра ИК-лучи длиной 4,7 мкм. При этом в лучеприемник поступают два потока лучей разной интенсивности. Чувствительная мембрана приемника, разделяющая его камеры, испытывает разность давлений лучей и прогибается в сторону меньшего давления. Перемещение мембраны воспринимается усилителем и далее передается в стрелочный (индикаторный) и записывающий приборы.

Поскольку индикаторный анализатор очень чувствителен к изменению температуры, в конструкции его предусмотрены отделитель конденсата, газовый фильтр, электрический холодильник для стабилизации температуры.

Газоанализаторы, работающие на принципе поглощения ИК-лучей отработавшими газами, отличаются малой погрешностью (0,5% при анализе окиси углерода), высоким быстродействием, компактностью и удобством в работе.

Токсичность отработавших газов проверяют в двух режимах холостого хода двигателя и при резком открытии дроссельных заслонок карбюратора. Такая последовательность контроля токсичности позволяет оценить работу системы холостого хода, главного дозирующего устройства и ускорительного насоса карбюратора. При необходимости вместе с проверкой выполняют регулировки или устраняют неисправности карбюратора, позволяющие установить предельный уровень токсичности отработавших газов.

Указанные работы проводят на прогретом до нормальной температуры двигателе.

Рис. 52. Схема газоанализатора Абгаз-Инфралит:
1 — газоотборный зонд. 2 — отделитель конденсата. 3 — фильтр, 4 — мембранный насос, 5 — рабочая камера, 6 — излучатель ИК-лучей, 7 — обтюратор с электродвигателем, 8 — камера сравнения, Я — лучеприемник, 10 — усилитель, 11 — стрелочный прибор, 12 — регистрирующий прибор

Если не удается добиться указанной регулировки, то это свидетельствует об износе винта качества смеси, засорения воздушных каналов или жиклеров холостого хода, повышении уровня топлива в поплавковой камере, засорении воздушного фильтра карбюратора.

Выявленные неисправности устраняют и проводят повторную регулировку.

Если содержание СО в этом режиме очень мало, то это свидетельствует о пониженном уровне топлива в поплавковой камере, засорении главного жиклера главного дозирующего устройства или подсосе постороннего воздуха в карбюратор.

Слишком высокое содержание СО будет характеризовать переобогащение смеси вследствие засорения воздушного компенсационного жиклера, повышения уровня топлива в поплавковой камере, засорения воздушного фильтра или негерметичности (подтекании) клапана экономайзера.

Если ускорительный насос исправен, то содержание СО должно скачкообразно повышаться до 1%. Меньшее увеличение концентрации СО свидетельствует о потере производительности ускорительного насоса вследствие неточной регулировки его привода или износа деталей.

oleg-nivin › Блог › Диагностирование бензиновых двигателей по составу отработавших газов

Обычная практика контроля работы двигателя внутреннего сгорания – проверка состава выхлопных газов с помощью четырех или пятикомпонентного газоанализатора. Для проверки норм на токсичность определяют содержание в выхлопных газах окиси углерода (СО), углеводорода (СН), кислорода (О2) и двуокиси углерода (СО2). Своевременно обслуживаемый и правильно эксплуатируемый автомобиль способен удовлетворить нормы на токсичность с пробегом до 500000 километров.
Чтобы хорошо разобраться, необходимо рассмотреть каждый из определяемых компонентов.

УГЛЕВОДОРОДЫ (СН) – это компоненты несгоревшего топлива, их содержание измеряется в частях на миллион по объему (РРМ). Нормально работающий двигатель сжигает в цилиндрах практически все топливо, допустимое содержание СН должно быть менее 50 РРМ. Повышенное содержание СН может объясняться, например, большим потреблением масла через слабые уплотнительные кольца поршней. Чаще всего увеличенное содержание СН вызывается неполадками в системе зажигания. При этом следует проверить:
• Свечи.
• Высоковольтные провода.
• Крышку и ротор распределителя (если имеются).
• Синхронизацию зажигания.
• Катушки зажигания.

ОКИСЬ УГЛЕРОДА (СО) – неустойчивое химическое соединение, легко вступающее в реакцию с кислородом, дающую двуокись углерода СО2. СО – ядовитый газ без цвета, вкуса и запаха. Вступая в легких в реакцию с воздухом, лишает мозг кислорода. Уровень СО в выхлопных газах для современных автомобилей с впрыском топлива не должен превышать 0,5%.
Возможные причины повышения содержания СО:
• Засорение воздушного фильтра.
• Нарушение оборотов двигателя на холостом ходу.
• Неисправность системы вентиляции картера.
• Повышенное давление топлива.
• Любые другие неисправности, приводящие к работе двигателя на богатых смесях.

КИСЛОРОД (О2) – в воздухе его 21%, и в цилиндрах двигателя большая часть вступает в реакцию с топливом. Уровень кислорода в выхлопных газах должен быть низким, не более 0,5%. Более высокие значения, особенно на холостом ходу означают утечку во впускном тракте.

ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА (СО2) – результат соединения углерода из топлива с кислородом воздуха. Допустимое содержание 12-15%. Высокое значение свидетельствует о хорошей работе двигателя. Низкий уровень СО2 говорит о том, что топливная смесь бедная или богатая. Повышенная концентрация СО2 в атмосфере способствует развитию парникового эффекта.
Ну вот, мы коротко рассмотрели каждый из компонентов. Теперь хочу остановиться на этих компонентах более подробно.

ПОВЫШЕННОЕ СОДЕРЖАНИЕ СН В ВЫХЛОПНЫХ ГАЗАХ:
Наиболее вероятной причиной являются пропуски в системе зажигания, когда несгоревшее топливо начинает поступать в выпускной тракт. Перечислю возможные неисправности:
1. Неисправность высоковольтных проводов;
2. Загрязнение свечей;
3. Повреждение катушки зажигания;
4. Неисправность крышки или ротора распределителя;
5. Нарушение установочного угла опережения зажигания;
6. Неисправность датчика положения коленчатого вала;
7. Неисправность электронного модуля зажигания.
Другой возможной причиной может быть работа на переобедненной смеси, которая плохо воспламеняется. При этом возможны такие неисправности:
1. Негерметичность впускного тракта;
2. Утечка разряжения, например, через трещину в вакуумном шланге;
3. Негерметичность дроссельного патрубка или карбюратора;
4. Ослабла или сломана пружина выпускного клапана.
В непрогретом двигателе условия сгорания смеси не оптимальные из-за конденсации паров топлива на стенках цилиндров, и содержание СН в выхлопных газах выше нормы.
Повышенное содержание СН – это признак неполного сгорания топлива, и тогда двигатель работает не экономично. После устранения неисправностей связанных с повышенным содержанием СН, экономичность двигателя улучшается.
Замечу, что при обогащении смеси растет содержание СО, поэтому этот газ называется индикатором обогащения. По аналогичным соображениям повышенное содержание кислорода – это индикатор обеднения.

ПОВЫШЕННОЕ СОДЕРЖАНИЕ СО В ВЫХЛОПНЫХ ГАЗАХ:
Избыток СО в выхлопных газах означает, что в цилиндрах имеется избыток топлива или недостаток кислорода. Прт этом образуется богатая смесь и топливо сгорает не полностью.
Перечислю возможные причины:
1. Не исправен регулятор давления топлива (например, утечка через диафрагму);
2. Повышенное давление топлива (например, засорился обратный топливопровод);
3. Неисправность в системе улавливания паров топлива в баке;
4. Засорился воздушный фильтр или клапан в системе вентиляции картера.

ПОВЫШЕННОЕ СОДЕРЖАНИЕ СН И СО В ВЫХЛОПНЫХ ГАЗАХ:
Это происходит, если топливная система подает в цилиндры двигателя богатую смесь или при переобогащении смеси из-за неисправности в системе зажигания. Например, если свеча загрязнена, искрообразование может не последовать. Не прореагировавший кислород поступит в выпускной тракт, где будет воспринят датчиком кислорода как признак бедной смеси. Электронный блок управления двигателем (ЭБУ) выдаст сигнал на обогащение смеси, искрообразование может еще ухудшиться, а в выхлопных газах будет еще больше СО и СН. В этом случае следует искать неисправность в системе зажигания.

А как убедиться, что система управления двигателем работает в замкнутом режиме ( с обратной связью от датчика кислорода)?
В системе управления впрыском топлива датчик кислорода (ДК)выполняет функцию определения концентрации кислорода в выхлопных газах и входит в состав электронного сравнивающего устройства (компаратора). На одном входе компаратора – сигнал, фиксирующий текущий состав рабочей смеси, на другом – электронный сигнал, соответствующий стехиометрическому составу смеси. Компаратор работает в режиме релейного регулирования.

Чтобы проверить систему регулирования надо:
1. Подключить стрелочный вольтметр к выходу датчика кислорода, используя булавку. Запустить и прогреть двигатель. Сигнал на выходе ДК исправного прогретого двигателя на холостом ходу должен переключаться между уровнями 0,2-0,8 В с частотой 4-10 Гц. Стрелка вольтметра в режиме измерения установившегося постоянного напряжения должна слегка колебаться в районе 0,45 В.
2. Глядя на вольтметр, отсоединить от впускного коллектора вакуумный шланг. Напряжение на выходе датчика упадет ниже 0,3 В, это реакция на обеднение смеси из-за утечки разряжения. ЭБУ в режиме с обратной связью компенсирует избыток кислорода подачей дополнительного топлива, смесь опять станет стехиометрической, стрелка вольтметра опять вернется к напряжению 0,45 В.
3. Наблюдая за стрелкой вольтметра, из баллона с пропаном выпустить немного газа перед воздухозаборником двигателя. На некоторое время вольтметр покажет 0,8 В, индуцируя богатую смесь. Затем ЭБУ отработает это возмущение, уменьшив подачу топлива через форсунки. Режим опять станет стехиометрическим, стрелка прибора будет колебаться в районе 0,45 В.

НЕОБХОДИМОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА (О2) И ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА (СО2) В ВЫХЛОПНЫХ ГАЗАХ:
Информации, получаемой от двухкомпонентного газоанализатора по содержанию компонентов СО и СН, может быть недостаточно для диагностирования состояния двигателя, да к тому же эти газы влияют друг на друга в каталитическом нейтрализаторе. В то же время повышенное содержание кислорода в выхлопных газах – это индикатор работы на обедненной смеси. Только следует иметь в виду, что негерметичность в выпускном тракте также приводит к повышенному содержанию кислорода в выхлопных газах и отсюда к ложному указанию на обеднение смеси за счет подсоса воздуха. Чтобы быть уверенным в показаниях газоанализатора по параметру О2, необходимо убедиться в исправности выпускного тракта.
Для этого следует сравнить показания газоанализатора на холостых оборотах и для режима 2500 об/мин:
• Если содержание кислорода высокое в обоих случаях – смесь бедная в обоих случаях – выпускной тракт исправен.
• Если содержание кислорода мало на холостых оборотах и велико на 2500 оборотах – выпускной тракт исправен, но в нем установлен нейтрализатор с инжекцией (дополнительной подачей) воздуха.
• Если на холостых оборотах содержание кислорода велико, а на 2500 оборотах мало – скорее всего имеется небольшая утечка, незаметная при больших выбросах выхлопных газов в выпускном тракте.
Содержание двуокиси углерода СО2 – мера эффективности процесса сгорания топлива в двигателе. Норма 12- 17 %, при стехиометрическом составе смеси содержание СО2 максимально, в иных случаях содержание СО2 понижается. Сам по себе значение содержания СО2 не позволяет сделать вывод, бедная смесь или богатая, необходимо дополнительно учитывать показания СО и СН.

ОКИСЛЫ АЗОТА NO И ИХ ИЗМЕРЕНИЕ:
Окислы азота формируются в камере сгорания двигателя при температуре выше 1370*С (2500*F) или при большом давлении. При соединении окислов азота с углеводородными компонентами СН (остатки несгоревшего топлива) в атмосфере под воздействием солнечных лучей образуется фотохимический смог, вредный для органов дыхания человека.
Окись азота – бесцветный газ без вкуса и запаха. Двуокись азота NO2- рыжеватый газ с кислым едким запахом. Из этих компонентов в камере сгорания двигателя образуется группа окислов азота.
Содержание окислов азота в выхлопных газах определяют с помощью пятикомпонентного газоанализатора. Окислы азота формируются при работе двигателя под нагрузкой. Поэтому измерения приходится проводить на динамометрическом стенде или в поездке портативным газоанализатором.
Эффективной мерой борьбы против образования окислов азота, является применение системы рециркуляции выхлопных газов.
Исправный автомобиль под нагрузкой должен иметь содержание окислов азота в выхлопных газах менее 1000 РРМ, на холостых оборотах – менее 100 РРМ.

Повышенное содержание окислов азота в выхлопных газах обычно возникает, когда:
• Двигатель перегрет.
• Топливная смесь бедная.

Образование окислов азота нарпямую связано с температурой в камере сгорания. Горение бедной смеси происходит с повышением температуры.
При повышенном содержании окислов азота следует проверить:
1. Систему охлаждения двигателя;
2. Работу клапана и целостность патрубков в системе рециркуляции выхлопных газов;
3. Топливную систему на предмет обеднения смеси.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. В крупных городах и промышленных центрах, особенно на улицах с интенсивным движением, наблюдается значительное загрязнение воздушного бассейна.

Известно, что при работе автомобильных двигателей в воздух выделяются отработавшие газы , которые содержат большое количество различных токсичных веществ, в том числе окись углерода и углеводороды.

1.2. Окись углерода (СО) - сильнодействующий токсичный газ без цвета и запаха - образуется в результате неполного сгорания топлива в цилиндрах двигателя. Находясь в воздухе и попадая через дыхательные пути в кровь, окись углерода нарушает нормальную деятельность организма и при больших концентрациях может привести к тяжелому отравлению. Даже малые дозы окиси углерода, систематически воздействующие на человека, приводят к ее накоплению в организме, что оказывает вредное влияние на здоровье.

Содержание окиси углерода в отработавших газах даже на автомобилях одной модели, при работе их с одинаковыми нагрузками может изменяться в достаточно широких пределах - от 0,2 до 10 и более процентов по объему.

Решающим условием, обеспечивающим минимальное содержание окиси углерода в отработавших газах, является исправное техническое состояние и правильная регулировка карбюратора.

1.3. Углеводороды (СН) являются исходными продуктами образования фотохимических туманов (смогов) в атмосфере городов, а также представляют концерогенную опасность для организма человека.

Содержание углеводородов в отработавших газах измеряется в «частях на миллион» (млн -1 ). Одна часть соответствует 0,0001 объемного процента выбросов. В отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями содержание углеводородов в большой степени зависит от числа цилиндров двигателя автомобилей. Так, для двигателей с числом цилиндров до 4-х содержание углеводородов находится в диапазоне от 100 до 1500 и более млн -1 , а для многоцилиндровых двигателей - от 500 до 5000 и более млн -1 . Концентрация углеводородов, в основном, зависит от технического состояния системы питания и зажигания особенности свечей зажигания, прерывателя-распределителя.

1.4. Регулировка системы холостого хода карбюратора на минимальное содержание окиси углерода в отработавших газах обычно приводит к значительному повышению содержания углеводородов и наоборот. Поэтому регулировку следует осуществлять так, чтобы соблюдались обе нормы, указанные в действующем стандарте, при этом суммарное количество токсичных веществ, выбрасываемых автомобилей в атмосферу будет минимальным. Такая регулировка обеспечит и снижение расхода топлива при движении автомобиля.

1.5. Для обеспечения снижения загрязнения атмосферного воздуха необходимо систематически контролировать автомобили на содержание токсичных веществ в отработавших газах, это позволит своевременно выявлять технически неисправные автомобили с повышенным содержанием токсичных веществ и принимать оперативные меры по устранению неисправностей.

2. ПРОВЕРКА ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЕЙ

2.1. Проверка автомобилей на содержание токсичных веществ в отработавших газах должна осуществляться в соответствии с ГОСТ 17.2.2.03-87 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями. Требования безопасности».

2.2. Содержание токсичных веществ в отработавших газах определяется при работе двигателя на режиме холостого хода при двух частотах вращения коленчатого вала двигателя:

повышенной (Ппов.), в диапазоне 2000 мин -1 - 0,8 П М Мном.

Значения Пмин. и Ппов. определяются из технических условий и инструкций по эксплуатации автомобилей. Для основных моделей автомобилей значения Пмин. и Ппов. приведены в приложении 1.

2.3. При проверке и регулировке двигателей автомобилей содержание токсичных веществ в отработавших газах не должно превышать значений, указанных в таблице 1.

2.4. В автотранспортных предприятиях и других предприятиях эксплуатирующих автомобильный транспорт, проверка и регулировка двигателей на токсичность проводится не реже чем при техническом обслуживании № 2, после ремонта агрегатов, систем и узлов, влияющих на токсичность, а также по. заявкам водителей автомобилей.

2.5. На станциях технического обслуживания проверка и регулировка двигателей на токсичность осуществляется при проведении технического обслуживания, ремонта агрегатов и систем, влияющих на токсичность, а также по заявкам владельцев автомобилей.

Проверка токсичности ОГ в системах OBD

Правила проверки токсичности ОГ основываются на различных региональных и международных законодательных актах.

Осмотр деталей, имеющих отношение к вредным веществам

Чтобы во всех точках проверки токсичности ОГ осуществлялось единое определение неисправностей системы выпуска, выявленные неисправности должны документироваться единообразно. Если неисправности устраняются сразу после проверки токсичности ОГ, это должно быть подтверждено ответственным лицом. Эксперт должен зафиксировать эти неисправности в отчете об основном техническом осмотре.

Проверяемые системы и детали Осмотр по предписанию изготовителя
Бензиновый / OBD Дизельный / OBD
Выпускная система Проверка Проверка
Безопасные пробки заливных горловин топливных баков и прочие установленные предохранительные устройства Проверка Проверка
Контроль индикатора неисправностей MIL Проверка Проверка
Индикатор неисправностей MIL должен загораться при включении зажигания Проверка Проверка
Индикатор неисправностей MIL должен гаснуть при запуске двигателя Проверка Проверка
Вентиляция картера двигателя Проверка Проверка
Фильтр всасываемого воздуха Проверка Проверка
Система рециркуляции ОГ Проверка Проверка
Система впуска добавочного воздуха Проверка нет
Катализатор / сажевый фильтр Проверка Проверка
Датчики Проверка Проверка
Провода исполнительных элементов Проверка Проверка
Лямбда-зонды Проверка Проверка
Фильтр с активированным углем Проверка нет
Упор полной нагрузки у дизельного двигателя с распределительным насосом нет Проверка

В таблице показан объем проводимых осмотров у автомобилей с OBD. Владелец автомобиля может устранить неисправности до основного техосмотра либо эксперт включает задокументированную неисправность в отчет по основному техосмотру.

ПО для проверки токсичности ОГ через OBD

Для проведения проверок токсичности ОГ у автомобилей с OBD необходимо использовать определенные версии ПО для приборов, измеряющих токсичность ОГ. Эти версии ПО можно использовать для проверки автомобилей, работающих на газе, лишь в случае изменения коэффициента для расчета значения лямбда. Для дизельных автомобилей с OBD требуется версия 3.

В таблице показаны допуски отдельных версий ПО.

Метод проверки для версии 1 версии 2 версии 3
Срок действия версии ПО До 31.12.2009 только при указании типа устройства, версии ПО и срока очередной проверки токсичности ОГ до 31.12.2009 Обязательно с 01.01.2010
Бензиновый двигатель без катализатора Допускается Допускается Допускается
Бензиновый двигатель с U-катализатором Допускается Допускается Допускается
Бензиновый двигатель с G-катализатором Допускается * Допускается * Допускается
Бензиновый двигатель с G-катализатором и OBD Не допускается Допускается * Допускается
Дизельный двигатель Допускается Допускается Допускается
Дизельный двигатель с OBD Не допускается Не допускается Допускается

* С 01.01.2005 применяются другие коэффициенты для расчета значения лямбда для HCV и OCV. Если коэффициенты не были адаптированы, значит устройства не допускаются к проверке газовых автомобилей.)

Проверка токсичности ОГ в автомобилях с бензиновым двигателем и системой OBD

У новых систем OBD все чаще можно извлекать заданные значения проверки токсичности ОГ прямо из регулирующей электроники.

Это позволяет не вводить, как прежде, момент зажигания, холостые обороты, концентрацию СО на холостом ходу и не выполнять проверку контура регулировки. При проверке токсичности ОГ у автомобилей с OBD с бензиновым двигателем порядок действий следующий.

Подготовка к проверке токсичности ОГ:

  • проверка соответствия автомобиля и ПТС;
  • при необходимости определение, предоставление или считывание данных проверки токсичности ОГ;
  • определение пробега;
  • подготовка измерительного прибора к работе, проверка токсичности ОГ.

В этом перечне нет проверки и настройки оборотов холостого хода и момента зажигания. Включение возмущающего воздействия для проверки регулирующего контура больше не выполняется. В этом случае система OBD сразу бы распознала и зарегистрировала неисправности, имеющие отношение к системе выпуска.

Проверка функционирования у автомобилей с OBD:

  • Подключите тестер и включите зажигание.
  • Подождите, пока не установится связь между тестером и ЭБУ.
  • Контроль и функция индикатора MIL.
  • Проверка работы OBD.
  • Считывание системных данных, имеющих отношение к ОГ (соответствует проверке контура регулировки) [режим проверки 01]:
    • холостые обороты [мин1];
    • температура двигателя [°С];
    • считывание фактических значений, позволяющих сделать вывод о работоспособности системы;
    • измерительный прибор определяет коды готовности, поддерживаемые системой OBD.
    • все поддерживаемые коды должны быть «0»;
    • при «1» в качестве эквивалентного значения считывается сигнал лямбдазонда.
    • зонд с релейной характеристикой «S». Минимально допустимый диапазон изменения напряжения [В] при контрольной частоте вращения 0,3 В;
    • широкополосный зонд «В». Лямбда 0,97-1,03 при контрольной частоте вращения или силе тока [мА] или напряжении [В] по данным изготовителя при контрольной частоте вращения.

    При отсутствии данных изготовителя применяется вычисленное значение.

    Неисправности в системе выпуска автоматически означают непрохождение проверки токсичности ОГ. Не у всех автомобилей с OBD, особенно до 2003-го модельного года, проверка токсичности ОГ протекает без проблем.

    Если между ЭБУ двигателя и контрольным прибором для проверки токсичности ОГ дважды не будет установлена связь, то проверку токсичности ОГ нужно прервать и задокументировать, как непройденную. В некоторых случаях допускается проверка в режиме для автомобилей с регулируемым катализатором с помощью разрешенного эквивалентного метода.

    Проверка токсичности ОГ в автомобилях с дизельными двигателями и системой D-OBD

    Метод проверки для дизельных автомобилей с D-OBD применяется с 01.10.2005. Применявшийся ранее эквивалентный метод (осмотр деталей, измерение дымности и осмотр индикатора MIL) больше не допускается. Процесс проверки у автомобилей с D-OBD представляет собой сочетание известных процессов проверки для автомобилей с бензиновыми двигателями и системой OBD и использовавшегося прежде определения дымности у автомобилей с дизельными двигателями. Для проверки токсичности ОГ у автомобилей с дизельными двигателями с OBD обязательно требуется новая версия ПО — версия 3. При проверке токсичности ОГ у автомобилей с D-OBD порядок действий следующий.

    Подготовка к проверке токсичности ОГ:

    • Проверка соответствия автомобиля и ПТС.
    • При необходимости определение, предоставление или считывание данных проверки токсичности ОГ.
    • Определение пробега.
    • Подготовка измерительного прибора к работе, проверка токсичности ОГ.

    Проверка функционирования у автомобилей с D-OBD:

    • Подключите тестер и включите зажигание.
    • Подождите, пока не установится связь между тестером и ЭБУ.
    • Контроль и функция индикатора MIL.
    • Проверка работы D-OBD.
    • Считывание системных данных, имеющих отношение к ОГ (соответствует проверке контура регулировки) [режим проверки 01]:
      • холостые обороты и обороты по регулятору [мин^-1];
      • температура двигателя [°С];
      • считывание фактических значений, позволяющих сделать вывод о работоспособности системы;
      • измерительный прибор определяет коды готовности, поддерживаемые системой D-OBD.
      • для оборотов по регулятору необходимо ввести время паузы 1-5 с;
      • выбор режима измерения А или В (использование по предписанию изготовителя, в противном случае режим В);
      • выбор зонда 1 или зонда 2 (концевая выхлопная труба 60-80 мм, по предписанию изготовителя).
      • время измерения при оборотах по регулятору по предписанию изготовителя, мин. 0,5 с; макс. 2,0 с;
      • работа двигателя на холостых оборотах не менее 15 с;
      • быстрое и равномерное нажатие педали «газа» до упора с соблюдением времени разгона и паузы (tb < 1,8 с, макс, ширина диапазона 0,2 с);
      • определение оборотов по регулятору и макс, дымности газов;
      • максимальная дымность газов у автомобилей, допущенных к эксплуатации до 01.10.2006, составляет 2,5 м^-1 в пересчете на режим измерения В, а у допущенных к эксплуатации после 01.10.2006 — не более 1,5 м режим измерения В.
      • коэффициенты дымности < 2,5 м^-1 в пределах 0,5 а коэффициенты дымности < 2,5 м^-1 в пределах 0,7 м^-1;
      • если разброс превышает 0,5 м^-1/0,7 м^-1, то требуется новое измерение.

      Неисправности в системе выпуска автоматически означают непрохождение проверки токсичности ОГ.

      Указания по свободному разгону

      При проведении свободного разгона на недостаточно подготовленном автомобиле могут отделиться отложившиеся частицы и привести к повышению измеренной дымности ОГ. В результате этого эффекта автомобиль без технических неисправностей могут не пройти проверку токсичности ОГ. Поэтому имеет смысл проехать на автомобиле перед проверкой токсичности ОГ чуть дольше с большой нагрузкой или с постоянной скоростью.

      При свободном разгоне, помимо подготовки автомобиля (выполнения всех необходимых условий), решающее влияние на измеряемую дымность выхлопа оказывает время разгона. При свободном разгоне двигатель, преодолевая инерцию, разгоняется с холостых оборотов до оборотов, ограничиваемых электронным регулятором. Решающим фактором информативности является быстрое и плавное ускорение, чтобы расход топлива при впрыске был максимальным за кратчайшее время. При медленном разгоне не удается достичь максимального расхода, развиваемая мощность слишком мала, и измеряется более низкая дымность ОГ. Это может привести к тому, что неисправный автомобиль при медленном разгоне будет квалифицирован как исправный.

      Нормы контроля и диагностики токсичности отработавших газов

      Одним из основных показателей экологичности современных двигателей являются нормы токсичности отработавших газов. В этой главе вы узнаете какие нормы токсичности отработавших газов применяются в разных странах, как происходят испытания легковых и грузовых автомобилей, а также какое оборудование применяется для диагностики и настройки двигателей автомобилей.

      Диагностика автомобиля на станции технического обслуживания

      Назначением диагностики на станции технического обслуживания является быстрое и надежное определение самого малого сменного дефектного устройства. Диагностика совре­менных двигателей, как правило, выполняется с использованием компьютеризованного диа­гностического тестера. Вот о том, как проходит диагностика на станции технического обслуживания, мы и […]

      Системы бортовой диагностики автомобиля (OBD)

      Чтобы обеспечить соблюдение требований законодательства в отношении ограничения токсичности отработавших газов, необходимо во время движения автомобиля непрерывно контролировать состояние двигателя и иных компонентов. Вот о том, какие существуют системы бортовой диагностики автомобиля (OBD), мы и поговорим в этой статье. […]

      Диагностика автомобиля

      Широкое применение в автомобилестроении электронных устройств, использование про­граммного управления и все возрастающая сложность современных систем впрыска топлива предъявляют высокие требования к системам диагностики. Вот о том, как осуществляется диагностика автомобиля, мы и поговорим в этой статье. Системы […]

      Испытания на выделение паров топлива

      Кроме токсичных веществ, образующихся в процессе сгорания топлива, автомобиль с бензиновым двигателем выпускает в атмос­феру определенное количество углеводоро­дов (НС) в виде паров топлива вследствие испарения топлива из топливного бака и компонентов топливной системы. Вот о том, как проходят испытания […]

      Определение дымности выхлопа дизельных двигателей

      Отдельные нормы, касающиеся проверки дымности выхлопа дизельных двигателей, вступили в силу задолго до ввода в действие норм, касающихся контроля содержания в отработавших газах газообразных токсичных веществ. Все существующие методы кон­троля дымности тесно связаны с используе­мым оборудованием. Вот о том, […]

      Приборы для измерения концентрации токсичных веществ в отработавших газах

      Для проверки концентрации токсичности веществ в отработавших газах применяют многокомпонентные газоанализаторы, а для проверки дымности – дымомеры. Вот о том, какие используются приборы для измерения концентрации токсичных веществ в отработавших газах, мы и поговорим в этой статье. […]

      Испытания на токсичность отработавших газов на стенде с беговыми барабанами

      Испытания двигателей на токсичность на стендах с беговыми барабанами выполня­ются как часть испытаний на соответствие техническим условиям для общей сертифи­кации, а также на стадии разработки двига­телей или иных компонентов. Они отлича­ются от испытаний, проводимых в процессе общего или частичного […]

      Испытательные циклы для грузовых автомобилей

      Для большегрузных грузовых автомобилей все испытательные циклы выполняются на стендах для испытаний двигателей. В процессе переходных испытательных циклов выбросы отбираются и анализируются в соответствии с принципом CVS. Вот о том, какими бывают испытательные циклы для грузовых автомобилей разных стран, […]

      Испытательные циклы для легковых автомобилей

      Выбросы токсичных веществ с отработавшими газами двигателей легковых автомобилей определяются на стенде с беговыми барабанами. Многие нормы предельного содержания токсичных компонентов в отработавших газах и методы испытаний автомобилей на токсичность были впервые внедрены в США, где способ отбора проб […]

      Стандарт Японии по токсичности для грузовых автомобилей

      В Японии как большегрузные грузовые ав­томобили классифицируются автомобили с разрешенной полной массой свыше 3,5 т или способные перевозить более девяти человек. Нормы токсичности отработавших газов для грузовых автомобилей в Японии В октябре 2005 года вступили в силу […]

      Главы

        (19) (20) (3) (1) (15) (3) (10) (5) (6) (8) (10) (24) (8) (17) (11) (2) (9) (3) (47) (18) (6) (10) (1) (1) (1) (11) (6) (21) (2) (3) (7)

      О справочнике

      За последние время автомобилестроение превратилось в чрезвычайно сложную отрасль. Все труднее и труднее становится представить всю отрасль в целом, и еще сложнее постоянно следить за направлениями, которые важны для автомобилестроения. Многие из этих направлений подробно описаны в специальной литературе. Тем не менее, для тех, кто впервые сталкивается с данными темами, имеющаяся специальная литература не представляется легкой и тяжело усваивается в ограниченные сроки. В этой связи этот «Автомобильный справочник» будет очень кстати. Он структурирован таким образом, чтобы быть понятным даже для тех читателей, которые впервые встречаются с каким-либо разделом. Наиболее важные темы, относящиеся к автомобилестроению, собраны в компактном, простом для понимания и удобном с практической точки зрения виде.

      Диагностирование бензиновых двигателей при работе на сжиженном газе по составу отработанных газов

      Состав отработавших газов является одним из информативных источников для диагностирования двигателей. При работе двигателей в широком диапазоне режимов в условиях эксплуатации на сжиженном газе возможно определение с достаточной точностью различных видов неисправностей.

      Жидкое моторное топливо используется для ДВС, в своем составе содержит углерод, водород и в малых количествах кислород, азот и серу, поэтому при идеальном сгорании топлива с воздухом (состав воздуха: азот - 78.03 %, кислород - 20.99, углекислый газ - 0.04, водород и другие инертные газы, примерно 0.94 %) в продуктах сгорания должны быть лишь азот (N2), углекислый газ (СО2), вода (Н2О).

      Однако реальный состав отработанных газов (ОГ) намного сложнее.

      В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) имеется несколько источников выбросов вредных веществ, основными из которых являются три: топливные испарения, картерные и отработанные газы.


      Отработанные газы - основной источник токсических веществ ДВС - это гетерогенная смесь различных газообразных веществ с разнообразными химическими и физическими свойствами, состоящая из продуктов полного и неполного сгорания топлива, избыточного воздуха, аэрозолей и различных микропримесей (как газообразных, так и в виде жидких и твердых частиц), поступающих из цилиндров двигателя в его выпускную систему.


      Практика контроля работы ДВС - проверка состава выхлопных газов с помощью четырех- или пятикомпонентного газоанализатора.

      Для проверки выполнения норм на токсичность определяется содержание в выхлопных газах углеводорода (СН), окиси углеводорода (СО), двуокиси углерода (СО2).

      Правильно эксплуатируемый и своевременно обслуживаемый автомобиль способен удовлетворить нормам на токсичность с пробегом до 500000 километров.
      Углеводороды (СН)- это компоненты несгоревшего топлива, их содержание измеряется в частях на миллион по объему (РРМ или млн ).

      Нормально работающий двигатель сжигает в цилиндрах практически все топливо, допустимое содержание СН должно быть менее 50 РРМ.

      Повышенное содержание СН может объясняться, например, большим потреблением масла через слабые уплотнительные кольца поршней.

      Чаще всего увеличенное содержание СН вызывается неполадками в системе зажигания. При этом следует проверить: свечи; высоковольтные провода; крышку и ротор распределителя (если они имеются); синхронизацию зажигания; катушки зажигания.


      Окись углерода (СО) - неустойчивое химическое соединение, легко вступающее в реакцию с кислородом, дающую двуокись углерода СО2. СО - ядовитый газ без цвета, вкуса и запаха. Вступая в легких в реакцию с воздухом, лишает мозг кислорода.

      Уровень СО в выхлопных газах для современных автомобилей с впрыском топлива не должен превышать 0.5 %.
      Возможные причины повышения содержания СО следующие:

      - неисправность системы вентиляции картера;
      - засорение воздушного фильтра;
      - нарушение оборотов двигателя на холостом ходу; - повышенное давление топлива;
      - любые другие неисправности, приводящие к работе двигателя на богатых смесях.


      Двуокись углерода (СО2) - результат соединения углерода из топлива с кислородом. Допустимое содержание 12 - 15 %. Высокие значения свидетельствуют о хорошей работе двигателя. Низкий уровень СО2 говорит о том, что топливная смесь богатая или бедная. Повышенная концентрация СО2 в атмосфере способствует развитию парникового эффекта.

      .
      Кислород (О2) - в воздухе его 21 %, и в цилиндрах двигателя большая часть вступает в реакцию с топливом. Уровень кислорода в выхлопных газах должен быть низким, не более 0.5 %. Более высокие значения, особенно на холостом ходу, означают утечку во впускном тракте.


      Состав отработавших газов ДВС зависит не только от типа используемого вида топлива, но и от типа организации и совершенства рабочего процесса двигателя. Поэтому, характеризуя состав ОГ различных типов двигателей, указывают обычно достаточно широкие пределы содержания компонентов (табл. 1).


      Примечание: в ОГ двигателей содержатся также: свинец, кремний, медь, кальций, цинк, фосфор, марганец, хром, натрий, барий, железо, никель и ряд других веществ, входящие в состав присадок смазочного масла, либо являющиеся продуктами износа деталей двигателя, попадающие КС вместе с маслом.

      Горение топлив происходит при различных значениях соотношения топлива и воздуха, а также при различных давлениях в КС.

      Изменение давления в КС приводит к изменению пределов воспламенения топливовоздушных смесей, что в свою очередь обуславливает изменение состава продуктов сгорания и тем самым - состава ОГ. В таблице 2 представлены данные по изменению указанных пределов для случая горения смеси природного газа с воздухом.


      Следует обратить внимание на то, что нижний предел воспламенения, т.е. воспламенение бедных топливом смесей, изменяется очень незначительно.

      В тоже время верхний предел воспламенения, т.е. воспламенение богатых топливовоздушных смесей, увеличивается существенно.
      Для условий использования газообразных смесей в двигателях внутреннего сгорания повышение давления в цилиндре двигателя позволяет успешно сжигать обогащенные топливовоздушные смеси. Если при атмосферном давлении верхний предел содержания газа в смеси14.2 %, то для условий двигателя при повышении давления сжатия до 3.0…4.0 МПа верхний предел содержания газа может быть увеличен до 40…45 %.


      Для повышения эффективности диагностирования экономических качеств автомобиля, а также снижения трудоемкости диагностирования в НИИАТе исследована принципиальная возможность и разработана методика количественной оценки расхода топлива по косвенным параметрам.

      В качестве косвенных параметров топливной экономичности принят анализ состава отработавших газов.

      Данный метод основан на измерении величин отдельных компонентов продуктов сгорания, концентрации которых в значительной степени зависят от технического состояния двигателя и его систем, влияющих на полноту сгорания топлива. Наиболее полное представление дает анализ ОГ на содержание окиси углерода (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов (СmHn).


      Проверка содержания окиси углерода на холостом ходу позволяет контролировать качество приготовления топливной смеси системой холостого хода карбюратора. Проверка системы на холостом ходу, но при повышенной частоте вращения, позволяет в некоторой степени контролировать работу главной дозирующей системы и других вспомогательных устройств карбюратора.


      Содержание окиси углерода при этом является информативным и технологичным параметром, но характеризует нарушения в регулировке и техническом состоянии двигателя лишь при работе на обогащенных топливо - воздушных смесях.

      Объясняется это тем, что при работе на обедненных смесях содержание окиси углерода в отработавших газах незначительно.
      Из-за недостаточной информативности содержания окиси углерода при обедненных смесях, в качестве диагностического параметра целесообразно выбрать концентрацию углеводородов в ОГ, поскольку любое незначительное нарушение процесса сгорания в цилиндрах приводит к резкому повышению их выбросов.

      Определить только по концентрации СО, является ли регулировка двигателя оптимальной, невозможно.

      Замер же концентраций окиси углерода и углеводородов позволяет не только регулировать двигатели в соответствии с требованиями ГОСТов, но и получать оптимальную регулировку по устойчивости работы и экономичности.


      По концентрации углеводородов можно судить о нарушении рабочего процесса не только вследствие неправильного отрегулированного состава топливной смеси, но и других причин, в частности, из - за неисправности системы зажигания.


      При проверке систем питания и зажигания на режимах холостого хода можно определить большинство возможных неполадок.

      Однако некоторые из них, особенно те, которые относятся к работе главной дозирующей системы и экономайзера (эконостата) карбюратора, более четко проявляются при работе под нагрузкой.

      Поэтому, если на АТП есть стенд для определения тягово-экономических качеств автомобиля, после проверки на холостом ходу целесообразно выполнить проверку систем питания и зажигания под нагрузкой. В качестве проверочных могут быть приняты те же режимы, на которых проверяются тяговые качества автомобилей.


      Исследуя влияние неисправностей систем питания и зажигания на токсичность отработавших газов, КАДИ совместно с Госавтоинспектором получены данные по изменению концентрации окиси углеродов (СО) и углеводородов (СН) при наличии неисправностей и нарушений регулировок систем питания и зажигания.

      Определены ориентировочные пределы концентраций СО и СН, соответствующие нормальному техническому состоянию систем питания и зажигания, а также установлены возможные причины, вызывающие отклонение содержания токсичных веществ от этих пределов.


      Возможные неисправности, которые можно определить, зная конкретные отклонения, концентрации СО и СН на холостом ходу:

      • 1. засорение воздушных жиклеров системы холостого хода;
      • 2. повышенный уровень топлива в поплавковой камере;
      • 3. неплотное прикрытие иглой выходного отверстия системы холостого хода;
      • 4. неправильная регулировка привода воздушной заслонки;
      • 5. малое открытие винтов качества системы холостого хода;
      • 6. малые зазоры между электродами свечей зажигания;
      • 7. ранний угол опережения зажигания;
      • 8. неисправность зажигания;
      • 9. поздний угол опережения зажигания;
      • 10. неисправный вакуумный автомат опережения зажигания;
      • 11. заедание клапана экономайзера в открытом состоянии;
      • 12. применения главных топливных жиклеров с большей пропускной способностью;
      • 13. засорение воздушных жиклеров главной дозирующей системы.

      А неисправности систем питания и зажигания, которые могут вызвать отклонение концентраций СО и СН от указанных пределов под нагрузкой:

      • 1. применения главных топливных жиклеров с большей пропускной способностью;
      • 2. засорение жиклера или канала экономайзера;
      • 3. заедание клапана экономайзера в открытом состоянии;
      • 4. раннее включение экономайзера.

      Использование концентрации СО и СН в отработавших газах бензинового двигателя в качестве диагностических параметров позволяет выявить практически все возможные неисправности систем питания и зажигания.

      Читайте также: