Измерение состава выхлопных газов

Теперь стало стандартом измерять четыре основные

составляющие выхлопного газа, а именно:

♦ угарный газ (СО);

♦ углекислый газ (СО2);

♦ углеводороды (СН);

♦ кислород (O2).

Модуль проверки выхлопных газов обычно оснащен своим собственным дисплеем, но может быть связан и с главным дисплеем анализатора. Как правило, в дополнение к информации о четырех газах на дисплей выводятся значения лямбда-фактора и

качества смеси (отношение воздуха к топливу). Греческая буква «лямбда» (λ) обозначает идеальное отношение массовых частей воздуха и топлива (airto fuel ratio — AFR)— 14,7:1. Другими словами, только правильное количество воздуха обеспечивает

сгорание всего топлива. В табл. 3.6 приведены типичный состав газов, лямбда и качества смеси для системы управления с обратной связью по лямбда- показателю, взятому до каталитического конвертера (или вообще без него) и после каталитического конвертера. Эти показатели приведены для современного двигателя, находящегося в превосходном состоянии (и используются в качестве примеров для контроля текущих данных).

Состав выхлопных пазов — весьма критичное измерение и, следовательно, требует достаточной степени точности. С этой точки зрения для измерений СО, СО2 и СН наиболее пригодна инфракрасная измерительная техника. Каждый газ обладает только ему присущим поглощением инфракрасного излучения. Содержание кислорода измеряется электрохимическими средствами, аналогичными лямбда-датчику в автомобиле.

Таблица 3.6. Показатели состава выхлопных газов, лямда-фактора и качества смеси.

Показание СО, СН, СО2, О2, Лямбда, Отношение смеси % ppm % % % воздух-топливо

Перед котализатором 0.6 120 14.7 0.7 1.0 14.7 После катализатора 0.2 12 15.3 0.1 1.0 14.7

 

СО измеряется так, как показано рис. 3.16. Излучающий

элемент, нагреваемый приблизительно до 700 ‘С, при помощи отражателя создаст лучок инфракрасного света. Этот пучок направляется сквозь диск-обтюратор и через ячейку с измеряемым

газом к приемной камере. Эта герметично закрытая камера содержит газ определенной концентрации (в данном случае СО). Газ поглощает некоторую часть теплового излучения, и его температура увеличивается. Эго вызывает увеличение объема газа и, следовательно, поток газа от камеры 1 к камере 2. Поток обнаруживается датчиком потока, который дает на выходе сигнал переменного тока. Выходной си тал преобразуется м калибруется

как нулевой уровень СО. С к тал переменного тока возникает из-за прерывания инфракрасного излучения диском-обтюратором. Если бы диск не использовался, то поток от камеры 1 к камере 2

имел бы место только в тот момент, когда двигатель включался или выключался.

Если угарный газ. концентрация которого должна быть измерена, теперь прокачивать через ячейку определенных размеров, часть инфракрасного излучения будет поглощена прежде, чем оно достигнет камеры приемника. Это изменит нагрев

окиси углерода контрольного образца и. следовательно, измеряемый поток между камерами 1 и 2 изменится. Изменится сигнал датчика потока, и результат после преобразования будет отображен на дисплее. Аналогичный технический прием используется для измерения СО2 и СН. Пока без лабораторного оборудования и весьма тонких методов анализа невозможно измерить окислы азота (NOx), но разработка новых методов идет непрерывно.

Хорошие четырехбазовые анализаторы, как правило, обладают следующими особенностями:

♦ автономная установка, независимая от другого оборудования;

♦ графические изображения одновременно до четырех значений, порядок индикации выбирается пользователем. Выбор для графического представления из набора СН, СО,

С02, O2 и скорости вращения (об/мин);

♦ пользователь может создать персонифицированные фирменные бланки для распечаток

экрана;

♦ используется недисперсионный инфракрасный метод (non-disopcrsiv infrared - NDIR) обнаружения (каждый газ характеризуется индивидуальной степенью поглощения инфракрасного света);

♦ изображение дисплеи может быть зафиксировано или сохранено в памяти для будущей обработки;

♦ повторная калибровка по нажатию кнопки (если используются калибровочный газ и регулятор);

♦ индикация концентрации составляющих выхлопного газа iv режиме реального времени в форме численных значений или создание «живых» графиков параметров выхлопных газов

в выбираемых диапазонах;

♦ расчет и индикация лямбда-отношения (А.) (идеальное воздушно-топливное отношение приблизительно 14,7:1);

♦ индикация параметров вращения двигателя (об/мин) в числовой или графической форме, а также индикация температуры масла в

зависимости от текущего времени и даты;

♦ индикация диагностических данных двигателя, получаемых от сканера;

♦ работа от сетевого питания или от батареи 12 В.

Точное измерение состава выхлопных газов требуется не только для ежегодного контроля выбросов, но является существенной информацией для того, чтобы гарантировать правильную настройку двигателя. В табл. 3.6 приведены средние значения для типичного выхлопа. Отметим, что ядовитые

выбросы малы по величине, но, тем не менее, остаются опасным».

Связь последовательный

Порт - сканер

Связь по последовательному протоколу передачи данных - это область, которая продолжает развиваться. Для считывания данных требуется специальный интерфейс. Такой стандарт разработан,

чтобы работать с однопроводным или двухпроводным портом, соединяющим электронные системы транспортного средства с диагностическим разъемом. Когда сканер подключен, становятся

доступными многие функции:

♦ идентификация блока управления двигателем (ECU) и системы, гарантирующая, что контрольные данные действительно соответствуют системе;

♦ считывание потока показаний датчиков таким образом, чтобы случайные отклонении могли быть легко опознаны. Информация -

например, скорость вращения двигателя, температура воздушного потока и т.д.- может быть отображена и сравнена с контрольными

значениями;

♦ моделирование функций системы позволяет проверни» и приводы, воздействуя на них и наблюдая за соответствующим откликом;

♦ программирование изменений системы. Основной

расчет СО при холостом ходе или изменения характеристик с течением времени могут быть заложены в систему на уровне

программ.

В настоящее время существуют несколько стандартов,

что означает необходимость применения нескольких различных типов последовательных сканеров иди, а лучшем случае, нескольких различных адаптеров и программных модулей. Новый

стандарт, названный «бортовой диагностикой II» (OBD II), был разработан Обществом автоинженеров (SAE). В США все новые транспортные средства должны соответствовать этому стандарту. Это значит, что со всеми новыми транспортными средствами

будет работать только один тип сканера. Подобный стандарт, известный как EOBD, недавно был принят и в Европе.

Компания GenRad производит сканеры, отвечающие этим стандартам. На рис. 3.17 показан образец такого сканера. Он позволяет технику выполнять все необходимые действия (типа чтения кода ошибки) через один общий разъем. Портативный

переносной прибор имеет большой графический дисплей, позволяющий четко видеть инструкции и данные. Предусмотрена контекстно-зависимая справка, устраняющая необходимость

обращаться к руководствам, чтобы найти определение кола ошибки. Прибор имеет память, так что данные могут быть многократно использованы даже после отключения от электропитания. Этот сканер обеспечивает подсоединение даже с

CAN-системами (шипа современной системы управления

бортовым оборудованием).