Понять причины ухудшения характеристик двигателя поможет газоанализатор

Газоанализатор – один из наиболее полезных диагностических приборов. Сканер отлично подходит для считывания кодов ошибок и данных с датчиков, но он не может сказать, что на самом деле происходит внутри камеры сгорания двигателя. Сканер может считать пропуски в поджиге топлива и сообщить, в каком именно цилиндре это происходит, но причину проблемы при помощи сканера выяснить нельзя. А при помощи газоанализатора можно. Анализ состава выхлопных газов позволяет понять, насколько обеднена или обогащена смесь, и в чем причина пропуска в поджиге – в проблеме системы зажигания, компрессии или в топливе. Многие считают, что газоанализатор пригоден только для обнаружения проблем в выхлопе или для регулировки состава выхлопных газов. Это не так. Газоанализатор – отличный инструмент для диагностики большого числа возможных причин ухудшения характеристик двигателя, в том числе утечки охлаждающей жидкости через прокладку головки блока цилиндров. Также газоанализатор может быть использован для определения эффективности работы каталитического нейтрализатора и сопоставления показаний кислородных датчиков – особенно в том случае, когда система OBDII показывает коды ошибок обедненной топливной смеси и лямбда-зонда или указывает на проблемы в работе катализатора. Такие возможности делают газоанализатор очень полезным прибором. Существует много видов газоанализаторов – четырех- и пятикомпонентные, стационарные и переносные. Четырехкомпонентный прибор выдает показания по углеводороду (HC), оксиду углерода (СО), диоксиду углерода (СО2) и кислороду (О2). Пятикомпонентные приборы – также показания по оксиду азота (NOx).

Как работает газоанализатор

Чтобы считать показания, нужно завести двигатель и вставить в выхлопную трубу пробу газоанализатора. Выхлопные газы засасываются в газоанализатор при помощи небольшого вентилятора. Большинство приборов используют инфракрасный датчик для проверки содержания HC, CO и CO2 в выхлопе. В зависимости от поглощения и рассеивания света газоанализатор определяет количество компонентов в выхлопных газах в текущий момент и выводит показания значений для каждого компонента. Электрохимический датчик используется для измерения количества О2 и NOx в выхлопе, значения этих показаний рассчитываются прибором таким же образом. Тестирование выхлопных газов происходит за 5_15 секунд, в зависимости от скорости распознавания газоанализатора и длины шланга. Некоторые приборы высчитывают показания «лямбды» или соотношение смеси воздуха с топливом и эффективность сгорания топливной смеси. Чтобы обеспечить корректность считывания показаний, газоанализаторы в процессе производства калибруются с помощью стандартизированного калибровочного газа. В процессе использования также периодически необходимо проводить их калибровку. Перед началом работы установку необходимо прогревать в течение двух минут. Большинство приборов сертифицированы на соответствие требованиям специальных стандартов точности для газоанализаторов – California BAR 97 и European OIML Class O. Переносные установки весят не более 5 килограмм (некоторые модели – 2,5 килограмма), имеют кабель для подключения в прикуриватель и аккумулятор, напряжение в них составляет 12 В. Стационарные анализаторы рассчитаны на 110_220 В. Большинство газоанализаторов имеют последовательный USB порт, или обеспечивают беспроводную связь с компьютером и принтером. Для отображения, хранения и распечатывания результатов обычно используется специальное программное обеспечение. Некоторые приборы также могут выводить данные непосредственно на диагностический сканер. Газоанализаторы требуют периодического обслуживания. Основной фильтр и фильтр-сепаратор необходимо, в зависимости от интенсивности использования, менять несколько раз в год, срок эксплуатации датчиков O2/NO обычно составляет от 12 до 18 месяцев.

Использование анализатора

Сопоставляя различные данные о составе выхлопных газов, вы можете составить четкую картину о происходящих внутри двигателя процессах. Но однократный анализ газа не обеспечивает полноты картины. Только когда данные 4-5 анализов сведены в единую таблицу, опытный специалист может поставить диагноз. В этом процессе много непонятного для неопытных сотрудников, но работа с газоанализатором не сложнее, чем работа со сканером или цифровым осциллоскопом. Большинство газоанализаторов снабжены подробной инструкцией, кроме того, некоторые поставщики предлагают специальные программы обучения персонала.

Расшифровка результатов

HC – индикатор пропусков в зажигании, которые обычно связаны с проблемами в системе зажигания или компрессии. Концентрация HC указывается в промилле (ppm) или в процентах. Нормальное значение концентрации должно быть очень низким (менее 50 ррм для большинства современных двигателей). Если содержание HC в выхлопных газах велико, это может свидетельствовать о неисправной свече зажигания, поврежденных высоковольтных проводах, «подгоревших» контактах в системе распределения зажигания или о прогоревшем выпускном клапане, который не держит компрессию, и несгоревшее топливо попадает в выхлопную систему. Для примера, одна нерабочая свеча увеличивает содержание НС до 1600_2000 ррм. СО – это индикатор состава смеси. Обычно СО отображается в процентах, его значение должно быть очень малым (не более нескольких десятых процента), только если состав топливной смеси обеднен. При обедненной топливной смеси («воздух/топливо» в соотношении 15:1) уровень производимого СО остается в норме, но ниже значения 14,4:1 уровень СО возрастает многократно, так как топливная смесь становится богаче. Высокий уровень СО свидетельствует о недостатке кислорода в двигателе. На старом карбюраторном двигателе это может быть вызвано высокими оборотами холостого хода, повышенным уровнем топлива в поплавковой камере или протекающем игольчатом клапаном в карбюраторе. Также причиной может быть загрязнение воздушного фильтра, утечка воздуха в карбюраторе или загрязненная дроссельная заслонка. На инжекторных двигателях высокие значения СО могут свидетельствовать об утечках топлива при холодном старте, и его утечках через форсунки из-за повышенного топливного давления при неисправном регуляторе. Высокий уровень СО может быть вызван ошибками кислородного датчика или датчика температуры охлаждающей жидкости. По уровню CO2 можно судить об эффективности сгорания. Содержание СО2 измеряется в процентах. При идеальном стехиометрическом соотношении воздушно-топливной смеси значения СО2 наибольшие. При соотношении 14.7:1 уровень СО2 в выхлопе резко сокращается. Следовательно, чем выше значение СО2, тем ближе соотношение воздушно-топливной смеси к идеальному значению, и происходит наиболее полное сгорание топлива. Нормальные значения СО2 обычно находятся в пределах 13_15%. По значению СО2, на время изменяя состав смеси и отмечая изменения в составе СО2, можно определить, в чем заключается проблема с топливом – в системе зажигания или в компрессии. Низкий (из-за обогащенной топливной смеси) уровень СО2 должен снизиться еще больше, если обогащать смесь добавлением газа в двигатель. Если топливная смесь обогащенная, и вы обедняете ее снятием вакуумной трубки, уровень СО2 должен повышаться до того момента, пока не начнутся пропуски в зажигании. Если искусственное обогащение или обеднение смеси не изменяет СО2, проблема не в топливе, а в системе зажигания или в компрессии. Уровень О2 указывается в процентах и используется как индикатор обеднения смеси. Приемлемые значения содержания СО2 обычно находятся в пределах 1-2%. Уровень кислорода в выхлопных газах резко меняется, когда воздушно-топливная смесь обедняется. При богатой смеси содержание кислорода в выхлопе очень низкое при высоком содержании СО. С другой стороны, при обедненной топливно-воздушной смеси, содержание О2 высокое, а содержание СО низкое. Необычно высокое содержание О2 в выхлопных газах обычно говорит о подсосе воздуха (проблемы с вакуумным шлангом, впускным коллектором, системой вентиляции картера и т.д.) или о прогорании выхлопной системы. NOx измеряется в промилле и проверяется, для того чтобы убедиться, что транспортное средство не загрязняет окружающую среду. Содержание нитрооксида должно быть низким, но резко возрастает при перегрузке автомобиля и при езде на больших скоростях. Обычно показания NOx считывают с автомобиля, установленного на динамо-машину или мощностной стенд, либо во время движения при помощи переносного газоанализатора. Если уровень NOx высокий, это обычно свидетельствует о проблемах с системой рециркуляции отработавших газов.

Другие применения

Газоанализатор может быть использован для определения содержания углеводорода в охлаждающей жидкости, если держать пробу газоанализатора близко к открытой крышке радиатора. Нельзя допускать, чтобы на пробу попала жидкость – только некоторое количество воздуха. Если анализатор определит любое содержание НС, это будет означать возможную утечку выхлопных газов. Также при помощи газоанализатора можно протестировать работу клапанов системы рециркуляции отработавших газов и системы вентиляции картера, дроссельной заслонки на карбюраторных двигателях, проверить утечки топливных испарений и многое другое.

По материалам журнала TechShop