Углеводороды (СН) — это компоненты не сгоревшего 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. Бензин является канцерогеном. Повышенное содержание СН может объясняться, например, большим потреблением масла через слабые уплотнительные кольца поршней. Чаще всего увеличенное содержание CH 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 воздуха. Допустимое содержание 12—15%. Высокие значения свидетельствуют о хорошей работе двигателя. Низкий уровень СО2 говорит о том, что топливная смесь богатая или бедная. Повышение концентрации 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.

Вероятной причиной повышенного содержания CH в выхлопных газах являются пропуски воспламенения в системе зажигания, когда не сгоревшее топливо начинает поступать в выпускной тракт. Неисправности могут быть такие:
- загрязнение свечей;
- неисправность высоковольтных проводов;
- повреждения катушки зажигания;
- неисправность крышки или ротора распределителя;
- нарушение установочного угла опережения зажигания (слишком большой или малый);
- неисправность датчика положения коленчатого вала;
- неисправность электронного модуля зажигания.

Другой причиной может быть работа на переобедненной смеси, которая плохо воспламеняется. При этом возможны неисправности:
- утечка разрежения, например, через трещину в вакуумном шланге;
- негерметичность впускного тракта;
- негерметичность дроссельного патрубка или карбюратора;
- ослабла или сломана пружина выпускного клапана.

  В непрогретом двигателе условия сгорания смеси неоптимальные из-за конденсации паров топлива на стенках цилиндров и содержание СН в выхлопных газах также выше нормы.
  Повышенное содержание СН — это признак неполного сгорания топлива, и тогда двигатель работает неэкономично. После устранения неисправностей, связанных с повышенным содержанием СН, экономичность двигателя улучшается.
Состав выхлопных газов для исправник автомобилей разных лет выпуска.

График представляет зависимость содержания СН, СО, О2, СО2 в выхлопных газах от соотношения воздух /топливо к меси. Заметим, что при обогащении смеси растет содержание СО, поэтому этот газ называется иногда индикатором обогащения. По аналогичным соображениям повышенное содержание кислорода — это индикатор обеднения. 

Избыток СО в выхлопных газах означает, что в цилиндрах имеет место избыток топлива или недостаток кислорода. При этом образуется богатая смесь и топливо сгорает не полностью.

Возможные причины:
- повышенное давление топлива (например, засорился обратный топливопровод);
- не исправен регулятор давления топлива (например, утечка через диафрагму);
- неисправность в системе улавливания паров топлива в баке;
- засорился воздушный фильтр или клапан в системе вентиляции картера.

  Повышенное содержание СО и СН в выхлопных газах возникает, если система топливного питания подает в цилиндры двигателя богатую смесь или при переобогащении смеси из-за неисправностей в системе зажигания. Например, если свеча загрязнена, искрообразования может не последовать. Heпрореагировавший кислород поступит в выпускной тракт, где будет воспринят датчиком кислорода как признак бедной смеси. ЭБУ выдаст сигнал на обогащение смеси, искрообразование может еще ухудшиться, а в выхлопных газах будет еще больше CO и СН. В этом случае следует искать неисправности в системе зажигания.

Как убедиться, что система управления двигателем работает в замкнутом режиме (с обратной связью от датчика кислорода)? 

  В системе управления впрыском топлива датчик кислорода выполняет функцию определителя концентрации кислорода в выхлопных газах и входит в состав электронного сравнивающего устройства (компаратора). На одном входе компаратора — сигнал, фиксирующий текущий (фактический) состав рабочей смеси, на другом — электронный сигнал, соответствующий стехиометрическому составу смеси. Компаратор работает в режиме релейного регулирования.  

Для проверки системы регулирования поступают следующим образом.  
  Подключают вольтметр к выходу датчика кислорода, используя булавку или break-out-box (если есть). Запускают и прогревают двигатель. Сигнал на выходе датчика кислорода исправного прогретого двигателя на холостом ходу должен переключаться между уровнями 0,2—0,8 В с частотой 4—10 Гц. Показания вольтметра в режиме измерения установившегося постоянного напряжения должны слегка колебаться в районе 0,45 В. 
   
  Глядя на вольтметр, отсоединяют от впускного коллектора вакуумный шланг. Напряжение на выходе датчика упадет на 0,3 В, это реакция на обеднение смеси из-за утечки разрежения. ЭБУ в режиме с обратной связью компенсирует избыток кислорода подачей дополнительного топлива, смесь опять станет стехиометрической, показания вольтметра опять вернется к напряжению 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, 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. Следует только иметь в виду, что негерметичность в выпускном тракте также приводит к повышенному содержанию кислорода в выхлопных газах и к ложному указанию на обеднение смеси за счет подсоса воздуха. Чтобы быть уверенным в показаниях газоанализатора по параметру О2, нужно убедиться в исправности выпускного тракта.
Для этого следует сравнить показания газоанализатора на холостых оборотах и для режима 2500 оборотов в минуту:
- 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. Само по себе значение содержания СО2 не позволяет сделать вывод, бедная смесь или богатая, нужно дополнительно учитывать показания по СО и СН.

Окислы азота NOx и их измерение

Окислы азота NOx 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 NO— 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, для краткости обозначаемых, как NOx.
Содержание NOx в выхлопных газах определяют с помощью пятикомпонентного газоанализатора. Окислы азота NOx формируются при работе двигателя под нагрузкой. Поэтому измерения приходится проводить на динамометрическом стенде или в поездке портативным газоанализатором.
Эффективной мерой борьбы против образования NOх является применение системы рециркуляции выхлопных газов.
Исправный автомобиль под нагрузкой должен иметь содержание NOx в выхлопных газах менее 1000 РРМ, на холостых оборотах — менее 100 РРМ.
Повышенное содержание NOX в выхлопных газах обычно имеет место, когда:
- двигатель перегрет;
- топливная смесь бедная.
Образование NOx напрямую связано с температурой в камере сгорания. Горение бедной смеси происходит с повышением температуры.
При повышенном содержании NOx следует проверить:
- работу клапана и целостность патрубков в системе рециркуляции выхлопных газов;
- систему охлаждения двигателя;
- топливную систему на предмет обеднения смеси.

  На сегодняшний день неплохо зарекомендовал себя в работе четырех канальный газоанализатор Инфракар М российского производства. Газоанализаторе Инфракар М имеет каналы для измерения частоты вращения коленчатого вала и температуры масла (исполнение Т) двигателей автомобилей. На основании измеренных значений СО, СН, СО2 и О2 газоанализатор осуществляет расчет коэффициента избытка воздуха Лямбда.

  В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52033-2003 газоанализаторы Инфракар М делятся на приборы I и II классов точности.
Газоанализатор Инфракар М1 – прибор II класса.
Газоанализатор Инфракар М2 – прибор I класса (Повышенной точности).


Газоанализатор Инфракар М, имеющий канал измерения температуры масла, обозначается буквой Т. Каждое основное исполнение газоанализаторов Инфракар М имеет 2 дополнительных исполнения, отличающихся комплектом поставки:
исполнение 01 - без встроенного принтера.
исполнение 02 - со встроенным принтером.

Диапазоны измерений газоанализатора Инфракар М1:
СО: 0-7%,
СН: 0-3000 млн-1,
СО2: 0 – 16%,
О2: 0 – 21 %,
Лямбда:0...2.
Тахометра:
0 - 6000 об/мин.
Температура масла: 20-100 град.С
Основная относительная погрешность измерений газовых каналов: ± 6 %
Приведенная погрешность измерений тахометра: ± 2,5 %

Диапазоны измерений газоанализатора Инфракар М2: 
СО: 0-5 %,
СН: 0-2000 млн-1,
СО2: 0 – 16%,
О2: 0 – 21 %,
Лямбда:0...2.
Тахометра:
0 - 6000 об/мин .
Температура масла:
20-100 град.С
Основная относительная погрешность измерений каналов: СО, СО2, О2 ± 4 %
Основная относительная погрешность измерений канала СН ± 5 %
Приведенная погрешность измерений тахометра: ± 2,5 %
Время прогрева - не более 30 мин при 20 град.С..
Время установления показаний газоанализатора - не более 30 сек.
Время установления показаний канала О2 - не более 60 сек.
Питание газоанализатора - 12 / 220 В.
Потребляемая мощность - не более 30 ВА.
Средняя наработка на отказ 10000 ч.
Срок службы - 10 лет.
Индикация показаний - светодиодная. Высота цифр - 14 мм.
Масса - не более 10 кг.
Габаритные размеры - 355х330х180 мм.(ШхДхВ)

Достоинства газоанализаторов Инфракар:
- Высокая надежность;
- Стабильность показаний;
- Малая инерционность;
- Автоматический слив конденсата;
- Автоматическая продувка нуля;
- Встроенный принтер с часами реального времени (Исполнение 02);
- Связь с персональным компьютером по RS-232;
- Возможность подстройки чувствительности тахометра;
- Вычисление параметра ЛЯМБДА для различных видов топлива: БЕНЗИН, ПРОПАН или ПРИРОДНЫЙ ГАЗ;
- Вычисление параметра CO – КОРРЕКТИРОВАННОЕ;
- Все приборы комплектуются программой для графического отображения и обработки показаний газоанализатора на персональном компьютере.
- Газоанализатор зарегистрирован в Госреестре средств измерений России под № 20624-04, Сертификат об утверждении типа RU.С.31.001.А №168444от 12.02.2004 г.
- Газоанализатор зарегистрирован в Госреестре средств измерений Республики Казахстан под № KZ.02.03.00554-2004/20624-04, Сертификат об утверждении типа № 1639;
- Газоанализатор зарегистрирован в Госреестре средств измерений Республики Молдова под № 83 от 06.06.2005 г.
- Сертификат соответствия № РОСС RU.МЕ48.ВО1586;
- Гарантийный срок эксплуатации - 12 месяцев;
- Послегарантийное обслуживание.
 

По вопросом приобретения товаров из нашего каталога обращаться по телефону: + 7-926-776-50-36
Стоимость Инфракар М1 

Статья подготовлена по материалам В.Ф. Яковлева