Контроль димності відпрацьованих газів дизелів

 

Специфіка сумішоутворення в дизелях така, що паливо подається в камеру згоряння в кінці такту стиснення в розпорошеному вигляді за допомогою форсунки. Середній діаметр краплин палива приблизно 50 – 80 мкм, максимальний – до 200 мкм. Подальший процес сумішоутворення залежить від типу камери згоряння, що використовується в дизелі.

При об’ємному сумішоутворенні відбувається нагрівання краплин, переважно у повітрі, що знаходиться в камері згоряння, випаровування та перемішування парів з повітрям, спалахування та згоряння утвореної суміші.

При плівковому способі сумішоутворення паливо в основному потрапляє на розігріті стінки камери згоряння, де утворює плівку, з якої в подальшому відбувається його випаровування, утворення суміші та її згоряння:

При об’ємно-плівковому способі сумішоутворення мають місце обидва вищевказані процеси.

Характерним для всіх трьох способів сумішоутворення є малий час, що відводиться на приготування суміші, та значна локальна нерівномірність її складу порівняно з бензиновими двигунами з зовнішнім сумішоутворенням.

Тому в дизелях, щоб мати достатню повноту згоряння суміші, необхідно забезпечити значний надлишок повітря в камері згоряння,, порівняно з теоретично необхідним (α > 1,3), рівномірно розподілити паливо по об’єму камери згоряння (для об'ємного сумішоутворення) та забезпечити рух повітря відносно краплин або плівки палива.

Незважаючи на виконання цих умов, частина краплин або плівки не встигає повністю випаритися та перемішатися з повітрям і стає джерелом виникнення частинок сажі.

Вказані вище особливості сумішоутворення призводять до того, що робота дизелів супроводжується значно більшим викидом сажі порівняно з бензиновими двигунами. Шкідливість сажі обумовлена тим, що завдяки пористій структурі її частинки адсорбують токсичні речовини, що є у відпрацьованих газах.

При нормуванні шкідливих викидів дизелів для нових автомобілів законодавчо обмежується вміст у відпрацьованих газах СО, С_mН_n, NО_х та сажі, для автомобілів, що знаходяться в експлуатації – вміст сажі.

Вміст сажі в ВГ зручно вимірювати за їх прозорістю, або оптичною щільністю. Чим більше частинок сажі в ВГ, тим нижча їх прозорість. Оптичну щільність ВГ називають димністю. Крім сажі на димність впливає наявність у ВГ частинок моторного масла, що потрапляє у камеру згоряння дизеля при спрацюванні циліндро-поршневої групи (ЦПГ). За нуль димності приймається прозорість повітря, за 100% – повністю непрозорі для світлових променів ВГ.

Найбільший вплив на димність ВГ спричиняє склад паливо-повітряної суміші.

Димність відпрацьованих газів під час роботи дизеля за зовнішньою характеристикою більша порівняно з роботою за регуляторними характеристиками. Крім цього на димність впливає якість сумішоутворення, що визначається технічним станом паливної апаратури та її регулюванням, а також стан ЦПГ та газорозподільного механізму. Нижче наведено перелік основних несправностей, які можуть спричинити зміну технічного стану дизеля та димності:

§ неправильне регулювання номінальної подачі палива паливним насосом високого тиску (ПНВТ);

§ неправильне регулювання тиску, який відповідає початку підйому голки форсунки;

§ закоксування отворів розпилювача форсунки;

§ спрацювання напрямної частини запірної голки форсунки;

§ неправильне регулювання подачі палива секціями ПНВТ;

Таким чином, димність ВГ не тільки характеризує екологічні характеристики дизеля, а й одночасно є важливим діагностичним параметром, за яким з мінімальними витратами часу можна контролювати його технічний стан.

Вимоги до ВГ дизелів, що знаходяться в експлуатації, встановлені ГОСТ 21393-75 "Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов. Нормы и методи измерений".

Режими, в яких виконується контроль, та норми димності для цих режимів, що передбачені в стандарті, наведені в табл. 4.

Таблиця 4.

Режими контролю та норми димності для автомобілів з дизелями за ГОСТ 21393-75

Режим вимірювання димності	Димність, % не більше
Вільне прискорення для автомобілів з дизелями:
без наддуву
з наддувом
Максимальна частота обертання

 

 

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Підготовка дизеля до випробувань.

1.1. Оглянути двигун та впевнитись у відсутності підтікань палива, охолоджуючої рідини, надійності кріплень захисних огороджень, герметичності системи випуску.

1.2. Впевнитись в необхідних рівнях оливи, охолоджуючої рідини, наявності палива.

1.3. Після тривалих зупинок двигуна прокачати за допомогою ручного насоса систему живлення дизеля.

1.4. Ввімкнути живлення тумблером і, натиснувши на кнопку включення стартера, запустити двигун.

1.5. За допомогою важеля керування подачею палива встановити за тахометром частоту обертання колінчастого вала двигуна 1200 ±100 хв^-1 і прогріти двигун до температури охолоджуючої рідини 60°.

1.6. Після прогріву двигуна, встановити мінімальну частоту обертання колінчастого вала n_min = 550±50хв^-1 і впевнитись, що двигун стало працює у цьому режимі.

1.7. Заглушити двигун.

1.8. Зняти заглушку пробовідбірника випускної системи.

1.9. За допомогою з'єднувальних труб димоміра підключити оптичний блок до пробовідбірника.

1.10. Запустити двигун та приступити до. контролю димності відпрацьованих газів.

 

2. Контроль димності ВГ на режимі вільного прискорення.

2.1. Встановити важіль керування подачею палива в положення, що відповідає мінімальній частоті обертання колінчастого вала.

2.2. Встановити кнопку П/Т на передній панелі БГО димоміра у відтиснуте положення.

2.3. Виконати 10 циклів вільного прискорення. Один цикл: у сталому режимі мінімальної частоти обертання швидко, але не різко перевести важіль керування Подачею палива вперед до упору і після досягнення максимальної частоти обертання повернути важіль у вихідне положення. Інтервал між циклами повинен бути рівномірним і не повинен перевищувати 15 с.

2.4. На останніх чотирьох циклах виконати вимірювання димності. Для цього перед кожним циклом треба натиснути кнопку. СБР на передній панелі БПІ димоміра і на цифровому табло з'являться зафіксовані димоміром максимальні значення димності Випробування вважаються імовірними якщо покази димності останніх чотирьох циклів відрізняються між собою не більше ніж на 6 одиниць. За результат димності приймають середньоарифметичне значення по цих чотирьох циклах.

2.5. Якщо покази димності останніх чотирьох циклів відрізняються між собою більше 6 одиниць, вимірювання повторюють. Якщо і при повторному вимірюванні ця різниця збереглася, необхідно здійснити пошук причини несправності і усунути її.

 

3. Контроль димності ВГ на режимі максимальної частоти обертання колінчастого вала (n_max).

3.1. Виконати не пізніше як через 60 с. після вимірювання димності на режимі вільного прискорення.

3.2. Встановити кнопку ПУТ на передній панелі БШ димоміра в натиснуте положення.

3.3. Задати режим максимальної частоти обертання колінчастого вала дизеля, перемістивши важіль керування подачею палива вперед до упору.

3.4. У сталому режимі максимальної частоти обертання, але не раніше, ніж через 30 с після переміщення важеля, виміряти димність за показами на цифровому табло димоміра. Випробування вважаються дійсними, якщо коливання показів димності не перевищує 6 одиниць.

3.5. Якщо коливання показів перевищує 6 одиниць, вимірювання повторюють. Якщо і під час повторного вимірювання ця різниця збереглася, необхідно здійснити пошук причини несправності і усунути її.

3.6. Перемістити важіль керування подачею палива у положення мінімальної частоти обертання колінчастого вала (на себе до упору) і зупинити двигун.

3.7. Вимкнути димомір та від'єднати його від системи випуску ВГ дизеля.

Результати вимірів занести в протокол випробувань (табл. 4 додатку А) та порівняти їх з нормативними даними, що наведені в табл. 1.

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1 .Які особливості сумішоутворення в дизелі?

2. Що таке димність відпрацьованих газів?

3. Чому для дизелів за ГОСТ 21393-75 обмежуються лише, визначенням димності ВГ?

4. Як впливає технічний стан дизеля на димність ВГ?

5. Які норми димності ВГ для автомобілів з дизелями, що знаходяться в експлуатації, встановлені ГОСТ 21393-75?

6. Яку будову має димомір ИНА-109?

7. Як здійснюється контроль димності ВГ на режимі вільного прискорення?

8. Як здійснюється контроль димності ВГ на режимі максимальних обертів колінчастого валу дизеля?

9. Які шляхи зниження димності ВГ дизелів?

 

 

Лабораторна робота № 6