Использование газоанализатора при диагностике ДВС, системы управления и зажигания
Устаревшее представление, что газоанализатор служит только для регулировки и контроля токсичности выхлопных газов, не позволяет многим автомеханикам-диагностам правильно оценить состояние двигателя и систем зажигания. Да и проблема экологии работников автосервиса часто мало волнует. Для опытного автодиагноста 4-х компонентный газоанализатор служит своего рода "глазами", позволяя "заглянуть" внутрь камер сгорания работающего двигателя и определить, как идет процесс горения топливно-воздушой смеси. Именно от течения этого процесса зависят главные показатели ДВС - мощность и экономичность. В результате полного, идеального, сгорания топливно-воздушной смеси должны получиться углекислый газ (СО2) и вода, но "мир не идеален". Поэтому, основываясь на показаниях газоанализатора о количественном содержании компонентов в выхлопных газах, можно произвести необходимые регулировки для получения оптимального соотношения мощности и экономичности, а так же оценить состояние клапанов, цилиндропоршневой группы и сделать вывод о необходимости ремонта. Кроме того, правильно отрегулированные системы топливоподачи и зажигания при исправном двигателе дают минимальный выброс вредных веществ в атмосферу.
В современных автомобилях с микропроцессорной системой управления двигателем, диагностируемых при помощи сканеров, 4-х компонентный газоанализатор значительно увеличивает вероятность нахождения неисправности в двигателе, так как ведёт непосредственно измерение параметров, а не считывание информации из электронного блока управления, и значительно сокращает время на поиск неисправности.
Бензин, как моторное топливо, обладает хорошей испаряемостью и высокой скоростью сгорания. Распылённые частицы бензина во взвешенной смеси с атмосферным воздухом при определённых условиях образуют горючую топливовоздушную смесь (ТВС), которая легко воспламеняется от электрической искры в камерах сгорания ДВС. Наиболее благоприятным условием воспламенения хорошо перемешанной (гомогенной) смеси является весовое соотношение в ней бензина и воздуха, равное 1/14.5 (для высокооктановых сортов бензина ТВ-смесь с таким соотношением компонентов называется стехиометрической и, с точки зрения эффективности и полноты сгорания бензина является идеальной). Качество ТВ-смеси принято оценивать коэффициентом избытка воздуха α-(альфа), который определяется как α=Мф/Мт, где Мф - фактически затраченное, а Мт -теоретически необходимое количество массы воздуха для полного сгорания данной порции бензина. Когда ТВ-смесь стехиометрическая, то Мф=Мт и коэффициент избытка воздуха α=1. Если Мф>Мт, то ТВ-смесь обогащена воздухом, но называется "бедной" ТВ-смесью, так как обеднена бензином. При этом α>1. При Мф<Мт ТВ-смесь называется "богатой", так как в ней избыточен от теоретически необходимого количества бензин (α<1). Любой бензиновый двигатель может устойчиво работать только в строго отведённом интервале изменения качества ТВ-смеси. Для ДВС классических конструкций максимально допустимому обогащению соответствует коэффициент избытка воздуха α=0,75, при максимальном обеднении - α=1,35. Если в цилиндры ДВС подаётся ТВ-смесь по компонентному составу за пределами указанного диапазона для коэффициента α (0,75<α<1,35), то классический двигатель "глохнет" из-за того, что смесь перестает воспламеняться.
Зона А - мощностной состав ТВ-смеси
Зона Б - экономичный состав ТВ-смеси
P - мощность двигателя
M - крутящий момент
Ве - расход топлива
График на рисунок 1(а) имеет основополагающее значение для проектирования ДВС, а на рис. 1(б) дает возможность контролировать не только двигатель, но и систему зажигания.
Для контроля, ремонта и регулировки ДВС, систем топливоподачи и зажигания предпочтителен 4-х компонентный газоанализатор. Помимо анализа состава выхлопных газов в нём закладывается функция расчёта коэффициента α, а так же может быть заложен расчёт корректированного значения СО. Дело в том, что концентрация СО может быть не только измерена, но и рассчитана, исходя из концентрации других компонентов выхлопных газов. При этом оба значения СО не должны значительно различаться. Расхождение же будет свидетельствовать о подсосе воздуха через неплотности в выпускной системе.