5.   ДІАГНОСТУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ДВИГУНІВ

5.1.  Діагностування бензинового двигуна за складом відпрацьованих газів.

В процесі експлуатації автомобілів в атмосферу викидається велика кількість відпрацьованих газів (ВГ). Склад відпрацьованих газів бензинових двигунів дуже складний. В наш час виявлено вже біля 1200 компонентів ВГ.

Розглянемо основні компоненти ВГ бензинових двигунів і межи їх концентрацій.

Азот N (74-77% по об’єму).

Кисень О (0,2-0,8%)

Водяна пара Н₂О (3-13,5%)

Діоксид вуглецю (5-14%).

Оксид вуглецю СО₂ (0,1-10%).

Вуглеводні (0,2-3,0%).

Оксиди азоту (0-0,6%)

З’єднання свинцю (0-60 мг/м³).

Перші чотири є нетоксичними, хоча накопичення СО₂ в атмосфері є небезпечним з точки зору виникнення парникового ефекту, що обумовлено уловлюванням СО₂ залишкової сонячної енергії.

Інші компоненти є токсичними і негативно впливають на навколишнє середовище і здоров’я людини.

На сьогодні токсичність відпрацьованих газів автомобілів з бензиновими двигунами регламентовано вимогами ДСТУ 4276:2004 „Атмосфера Норми і методи вимірювання оксиду вуглецю та вуглеводнів у відпрацьованих газах автомобілів з двигунами, що працюють на бензині або газовому паливі”

Цей НД обмежує вміст СО і С_mС_n у режимах мінімальної і підвищеної частоти обертання колінчатого валу на холостому ході:

Якщо зазначення частот не встановлене заводом-виробником, то приймаються такі значення:

n _min = 800 хв ^-1 + 100 хв ^-1

n _підв = 2200 хв ^-1 + 200 хв ^-1

Стандарт передбачає контроль вмісту СО і С_mС_n в таких випадках:

- в АТП та СТО під час ТО, після ремонту та регулювання агрегатів, систем та вузлів, що впливають на вміст цих компонентів

- на підприємствах, що виготовляють двигуни під час випробувань готової продукції;

- під час технічних оглядів автомобілів;

- при перевірці автомобілів в дорожніх умовах.

Умови проведення випробувань:

– в двигуні повинні бути застосовані бензин та мастильні матеріали, передбачені документацією;

– автомобіль та його системи не повинні мати несправностей та бути повністю укомплектованим;

– двигун повинен бути прогрітим (якщо немає рекомендацій виробника Т_{ох. р.} =60 ⁰С;

Послідовність вимірювання:

– встановити перемикач передач в нейтральне положення та загальмувати автомобіль стоянковим гальмом;

– зупинити двигун;

– під’єднати тахометр;

– встановити зонд газоаналізатора у випускну трубу (занурити не менше ніж на 300 мм від зрізу);

– повністю відкрити повітряну заслінку та запустити двигун;

– збільшити частоту обертання колін валу до n _підв і потримати 30с., для автомобілів з нейтралізаторами – 2-5 хв;

– встановити n _min і після стабілізації показань газоаналізатора, але не пізніше 60 с виміряти вміст СО і СН;

– встановити n _підв і після стабілізації показань газоаналізатора, але не пізніше 60 с виміряти вміст СО і СН.

Граничні норми для автомобілів з бензиновими двигунами, не обладнаних нейтралізаторами

Частота обертання	Гранично допустимий вміст
	СО, %	СmСn, млн. ^-1причислі циліндрів
		до 4 включно	Більше 4
n min	3,5 (4,5)	1200	2500
n підв	2,0	600	1000

Граничні норми для автомобілів обладнаних нейтралізаторами

Частота обертання	Автомобілі з окислювальним нейтралізатором		Автомобілі з трикомпонентним нейтралізатором
	СО, %	СmСn, млн. ^-1	СО, %	СmСn, млн. ^-1
N min	1,0	600	0,5	100
N підв	0,6	300	0,3	100

Для визначення вмісту СО в ВГ використовують газоаналізатори:

“Інфраліт-8” – Т, 2Т, 121 ФА-01, ГАИ-1,ГАИ-2, а вмісту С_mN_n ГЛ-1121,ГЛ—1122.

Найбільш універсальним є прилад ФА (аналітприлад), який дозволяє виконувати вимірювання СО і С_mN_n, а також має вмонтований тахометр.

5.2.  Діагностування дизельного двигуна за складом відпрацьованих газів

При експлуатації автомобілів з дизельними двигунами в атмосферу викидаються відпрацьовані гази, зміст яких аналогічний складу ВГ бензинового двигуна. Однак ВГ дизелів мають набагато менше

– СО (0,001-0,3%) – в бензинових до 10%;

– С_mN_n (0,001-0,03%) – в бензинових до 3%;

– NO_х (0,005-0,2%) – в бензинових до 0,

Особливістю ВГ дизелів відносно бензинових двигунів є те, що вони мають такий компонент , як сажа. При роботі дизелів в атмосферу викидається до 17кг сажі на тону згорілого палива.

При недостачі кисню в умовах високого тиску і температури виникає піроліз палива з виділенням чистого вуглецю (сажі).

Кількість сажі в ВГ зростає з збільшенням навантаження і збагаченням суміші.

Небезпечність сажі полягає насамперед у тому, що на її поверхні адсорбуються шкідливі речовини , що містяться в відпрацьованих газах. При вдиханні разом з повітрям частинки сажі глибоко проникають у дихальні шляхи , фіксуються там, тим самим підсилюючи дію шкідливих речовин , які містяться в відпрацьованих газах. Крім того, сажа шкідлива , як і будь-яка інша суміш твердих частинок у повітрі.

Кількісна характеристика вмісту сажі в ВГ є їх димність.

Для автомобілів з дизелями методи вимірювань і норми димності визначаються . ДСТУ 4276:2004 „Атмосфера. Норми і методи вимірювання димності відцьованих газів автомобілів з дизелями або газодизелями”

Цей НД обмежує димність ВГ дизелів в режимі вільного прискорення, що нормується значенням натурального показника поглинання.

Стандарт передбачає контроль димності в таких випадках:

- в АТП та СТО під час ТО, після ремонту та регулювання агрегатів, систем та вузлів, що впливають на вміст цих компонентів

- на підприємствах, що виготовляють двигуни під час випробувань готової продукції;

- під час технічних оглядів автомобілів;

- при перевірці автомобілів в дорожніх умовах.

Умови проведення випробувань:

– в двигуні повинні бути застосовані паливо та мастильні матеріали, передбачені документацією;

– автомобіль та його системи не повинні мати несправностей та бути повністю укомплектованим;

– обмежувальний гвинт повної подачі палива повинен бути опломбованим;

– двигун повинен бути прогрітим (якщо немає рекомендацій виробника Тдв =60 - 100 ⁰С для двигунів з рідинним охолодженням та Тдв до 120 ⁰С для двигунів з повітряним охолодженням;

Димність повинна вимірюватись приладами (димомірами), які працюють на принципі просвічування відпрацьованих газів.

Порядок перевірки:

1.  Прогріти двигун.

2.  Встановити приймальну трубку димоміру у випускну трубу.

3.  Натискаючи на педаль подачі палива встановлюють n_max.x.x. витримують >30с. до стабілізації показань.

4.  Провести вимірювання:

– при 10-ти кратному швидкому (1 сек), але плавному натисненню на педаль подачі палива до упору з інтервалом 15с. Замір показників слід проводити при останніх 4-х циклах.

В якості показника приймають середнє арифметичне значення за 4 останніми циклами, якщо значення показника димності за циклами не відрізняються більше ніж на 0,25 ^м-1.

Норми димності для автомобілів (двигунів), які мають офіційне затвердження за Правилами ЄЕК ООН 24-03 або Директивою ЄС 72/306/ЄЕС не повинні перевищувати встановлених цими документами норм для цих типів ДТЗ.

Якщо офіційне схвалення відсутнє, то гранично-допустимі значення показника поглинання у режимі вільного прискорення є:

Об`єкт випробувань	Гранично-допустиме значення К доп , м^-1
Автомобілі з дизелями: – без наддуву – з наддувом	2,5 3,0
Автомобілі з газодизелями: – без наддуву – з наддувом	1,7 2,0

Якщо димність ВГ перевищує встановлені НД норми, то подальша експлуатація автомобілів заборонена.

При діагностуванні димність ВГ застосовують також як діагностичний параметр. Для цього димність заміряють крім режима вільного прискорення заміряють і в інших режимах, наприклад в режимі максимальної частоти обертання холостого ходу.

Причиною підвищеної димності ВГ дизелів є різні несправності систем двигуна. Однак різноманітність несправностей обумовлює різницю впливу на димність ВГ:

1)  Д_с.у.>N; D_n.max.=N;

– циклова подача палива більше норми;

– неправильна робота коректора паливопроводу;

– погане розпилювання палива форсункою;

– збільшення теплових зазорів в клапанному механізмі;

– забруднення повітряного фільтру;

– заїдання повітряного фільтра;

– заїдання рейки ПНВТ або його приводу.

2) Д_с.у.=N; D_n.max.>N;

– нерівномірність циклової подачі палива по циліндрам;

– зменшення тиску початку відкривання голки форсунки;

– попадання масла у камеру згорання (синій дим):

а) знос ЦПГ;

б) залягання поршневих кілець ;

в) знос стержнів впускних і випускних клапанів;

г) підвищений рівень рівень масла у повітрьоочищувачі.

3)  Д_с.у.>N; D_n.max.=N;

- неправильне встановлення кута випередження вприскування палива;

– неспрацьовування муфти випередження вприскування палива;

– зменшення паливних зазорів клапанного механізму;

– зависання або нещільне прилягання до седла клапанів Г.Р.М.;

– двигун розвиває частоту обертання вищу номінальної;

– зависання голки форсунки;

– негерметичність нагнітальних клапанів ПНВТ через забруднення погнутості або вм’ятин;

– втрата компресії двигуна.

Причиною білого диму ВГ є:

– низька температура охолоджуючої рідини;

– попадання води у паливо.

Перевірка димності ВГ дизелів дозволяє с судити о наявності несправностей, однак конкретно виявити характер несправностей можна тільки за допомогою:

– роликових стендів тягових якостей (для імітації навантажувальних режимів);

– дизель-тестерів (для безпосереднього виявлення тих чи інших несправностей).