Разработка метрологического обеспечения процесса диагностирования инжекторных двигателей на содержание CO и CH в выхлопных газах

 

4.4. Требования безопасности

При выполнении измерений  содержания оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах инжекторных двигателей внутреннего сгорания соблюдают следующие требования.

К работе с газоанализатором допускаются лица, ознакомленные с руководством по эксплуатации прибора. При эксплуатации, ремонте и испытаниях прибора может возникнуть электроопасность. Источником электроопасности являются цепи сетевого питания прибора напряжением 220 В.

Запрещается сброс анализируемой  пробы или поверочных газовых смесей в помещении.

При работе газоанализатора  на штуцер "ВЫХОД" должна быть установлена  отводная трубка, длиной 1 м.

Подключение тахометра  производится при выключенном  двигателе.

4.5. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускают лиц, изучивших руководство по эксплуатации и прошедших соответствующий инструктаж.

4.6. Условия измерений

При выполнении измерений  соблюдают следующие условия:

– температура окружающего  воздуха – от минус 10 до плюс 35 °С;

– атмосферное давление – от 92,0 до 105,3 кПа (от 690 до 790 мм рт. ст.).

Температура окружающего  воздуха, атмосферное давление, относительная влажность в месте расположения прибора должны соответствовать следующим требованиям:

– диапазон температур окружающего воздуха – от 5 до 40 ºС;

– относительная влажность  окружающей среды – до 80 % при 35º  С и более низких температурах без конденсации влаги;  

– диапазон атмосферного давления – 99 до 102,5 кПа (от 746 до 770 мм рт. ст.).

4.7. Подготовка к выполнению измерений

Установить прибор на горизонтальной поверхности. В зависимости от источника  электрического питания к разъему  на задней панели подключить кабель питания 220 В или кабель питания 12 В из комплекта принадлежностей.

К штуцеру Слив подсоединить трубку для сброса конденсата. К штуцеру Вход подсоединить через короткую трубку из ПВХ бензиновый фильтр, к нему подсоединить пробоотборный шланг с зондом газозаборным из комплекта принадлежностей.

К гнезду на задней панели подключить кабель с датчиком тахометра,  датчик подсоединить к высоковольтному проводу 1-й свечи.

Порядок переключения протокола  обмена с ПК .

Включить прибор в  сеть.

Подождать выхода прибора  в режим индикации или нажать кнопку >0< для принудительного  обнуления показаний.

Одновременно нажать кнопки «НАСОС» и «ПЕЧАТЬ». На индикаторе «l» высветится YES для приборов с протоколом UPEX и NO для приборов со стандартным протоколом.

Для установки стандартного протокола  обмена нажать «-».

Для установки протокола UPEX нажать кнопку «+».

Для сохранения изменений  в долговременной памяти прибора  нажать «ВВОД».

Для выхода без сохранения изменений в долговременной памяти нажать «ВЫХОД». При этом текущие  изменения сохранятся до выключения прибора.

Нельзя производить  изменения протокола обмена при работе программного обеспечения, т.к. это может привести к сбою в работе прибора и потере данных  калибровки. Рекомендуется изменения протокола производить при неподключенном приборе к ПК.

4.8. Выполнение измерений

Прибор обслуживается одним  оператором.

Установить пробозаборник прибора  в выхлопную трубу автомобиля  на  глубину  не менее 300 мм от среза (до упора) и зафиксировать его  зажимом.

Произвести настройку нулей  всех каналов нажатием кнопки ►0◄ Должно быть обеспечено поступление чистого воздуха, не загрязненного выбросами СО₂, СО и СН.

Нажатие и удержание кнопки 4/2 такта позволяет установить в тахометре тип двигателя, к которому подключен прибор (двух- четырехтактный). Короткое нажатие на кнопку 4/2 такта позволяет проконтролировать тип двигателя,  установленный в тахометре (двух-четырехтактный).

Для  изменения уровня чувствительности тахометра необходимо одновременно нажать кнопки Печать  и 4/2 такта. При этом на индикаторе «l» появится значение установленного уровня чувствительности. Нажатием на кнопки 4/2 такта (+) и Печать (-) можно установить требуемый уровень чувствительности тахометра для устойчивого измерения частоты оборотов коленчатого вала для данного автомобиля. При завышении показаний тахометра и при его неустойчивой работе необходимо понизить чувствительность, при занижении показаний – повысить чувствительность тахометра.

Запоминание установленного уровня производится нажатием  кнопки ( ►0◄ ) (Ввод). Выход без запоминания нажатием кнопки Насос (Выход).  При измерении частоты вращения коленчатого вала в двигателях с 2-х искровой системой зажигания в тахометре устанавливается режим точно также,  как в 2-х тактном двигателе.

Включить Насос нажатием кнопки. Газоанализатор готов к работе.

После окончания режима настройки  нуля (чувствительности - по каналу О₂) газоанализатор переходит в режим измерения концентраций всех каналов, а также частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится расчет коэффициента l.

Переключение режимов  вычисления параметра l для различных видов топлива осуществляется нажатием и удержанием более 4 сек кнопки СО_корр. (Топливо) . На индикаторе l будут высвечиваться названия режимов в порядке «БЕНЗ», «ПРОП», «П.ГАЗ».  «БЕНЗ» – для бензина, «ПРОП» – для смеси пропан-бутан, «П.ГАЗ» – для метана (природный газ).

Автоматическая подстройка нуля  производится через 30 мин., время  подстройки - 30с. В процессе измерения ( при нажатой кнопке Насос (Выход)) автоподстройка не происходит.

Показания следует фиксировать  через 40-60 сек после начала измерения.

Нажатием кнопки ПЕЧАТЬ производится распечатка измеренных величин с указанием реального времени и информации о владельце прибора. Информация о владельце прибора вводится им в программу, входящую в комплект поставки и передается в прибор через интерфейс  RS 232. В распоряжении потребителя 64 символа для ввода в печать названия фирмы - владельца прибора и другой текстовой информации.

По окончании работы с автомобилем или при перерыве в работе выключить побудитель расхода  газа нажатием кнопки НАСОС.

Вынуть пробозаборник  из выхлопной трубы автомобиля, отсоединить тахометр.

По окончании смены  необходимо выключить питание  прибора.

4.9. Обработка результатов измерений

Обработку результатов  измерений содержания оксида углерода и углеводородов выполняют следующим способом:

– диагностируемый автомобиль следует считать исправным, если содержание оксида углерода и углеводородов в выхлопных газах не превышает значения, указанные в таблице 4.1;

– если содержание оксида углерода и (или) углеводородов в  выхлопных газах превышает значения, указанные в таблице 4.1, то двигатель нуждается в дополнительной регулировке;

– результаты измерений  обрабатываются персональным компьютером  и по этим значениям строится контрольная  карта Шухарта.

 

Связь диагностического параметра со структурным.

 

При диагностике для оценки технического состояния автомобиля (агрегата) используют так называемые выходные процессы функционирующего механизма. Различают рабочие выходные процессы (например, потребление или отдача мощности, расход топлива, теплообмен с внешней средой) и сопутствующие (например, шумы, вибрации, световые явления и т.д.).

Каждый из выходных процессов  количественно оценивается с  помощью соответствующих параметров (например, отдача мощности может быть оценена соответствующей величиной, темпом ее нарастания). Между структурными параметрами и параметрами выходных процессов существует функциональная связь, благодаря чему по значениям последних можно достаточно полно оценить техническое состояние автомобиля (агрегата), качество его функционирования. Номинальным значениям структурных параметров соответствуют номинальные значения параметров выходных процессов. По мере ухудшения технического состояния автомобиля (агрегата) параметры выходных процессов либо увеличиваются (например, вибрации, расход топлива), либо уменьшаются (давление масла). Предельное значение параметра выходного процесса свидетельствует о неисправном состоянии автомобиля, определяет необходимость ТО или ремонта. Зная характер, темп изменения параметра выходного процесса и его предельное значение, можно определить ресурс работы автомобиля до очередного ТО или ремонта.

Выбор диагностических  параметров для диагностирования особенно сложных объектов является непростой  задачей. Это связано, во-первых, с  тем, что Между структурными и  диагностическими параметрами в зависимости от сложности объекта могут существовать различные взаимосвязи.

Во-вторых, различные  диагностические параметры в  разной мере удовлетворяют изложенным выше требованиям к параметрам выходных процессов, используемых для целей диагностирования.

В данном случае связь  между структурными и диагностическим  параметром – неопределённая, так  как на содержание СО и СН влияют различные факторы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание CO и CH в отработавших газах определяется следующими факторами:

- составом топливовоздушной  смеси в каждом из цилиндров.  Теоретически при коэффициенте  избытка воздуха a=1, если топливо  сгорает полностью, CO должно отсутствовать,  однако практически оно находится  в пределах 0.5-1.2%. По мере обогащения смеси концентрация CO возрастает, достигая 7% при a=0.8;

- отношением поверхности  камеры сгорания к ее объему. Это определяется образованием CH в пристеночном слое, имеющем  более низкую температуру и  менее интенсивную турбулентность  смеси;

- наличием объемов  в зазоре между цилиндром и  поршнем в зоне до первого  поршневого кольца, в вытеснителе  - объемом между днищем поршня  и головкой цилиндра. Например, у  двигателей с полуклиновидной  камерой сгорания увеличение  высоты вытеснителя с 2 до 4 мм снижает выброс CH примерно на 200 млн^-1;

- перебоями в воспламенении  и вялым сгоранием смеси из-за  нарушений в системе зажигания;

- недостаточным прогревом  охлаждающей жидкости, особенно  в системе подогрева впускного  трубопровода;

- неравномерностью распределения смеси по цилиндрам. Особенно заметно отклонение от средних значений состава смеси на режимах холостого хода. Иногда коэффициент избытка воздуха a приходится уменьшать до 0.75-0.8. В цилиндрах с обедненным составом смеси резко увеличивается выброс CH из-за нестабильности процесса сгорания, а в цилиндрах с переобогащенной смесью - выброс и CO, и CH [18].

 

4.10. Оформление результатов измерений

Результаты измерений  хранятся на жестком диске персонального  компьютера.

 

 

 

 

5. Поверка средства измерения

 

5.1. Методика поверки газоанализатора EMMA 430 / 440 / 460

 

5.1.1. Операции поверки

Газоанализатор EMMA 430 / 440 / 460 в соответствии с Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» подлежит поверке. Межповерочный интервал – 12 месяцев.

 

5.1.1.1. При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Операции поверки газоанализатора EMMA 430 / 440 / 460

Наименование  операции	Обязательность  проведения при поверке
	первичной	периодической
1. Внешний осмотр   2. Проверка герметичности газовой системы газоанализатора   3. Проверка прочности изоляции электрических цепей   4. Проверка сопротивления изоляции   5. Определение метрологических характеристик	да     да     да   да       да	да     да     нет   да       да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.2. Средства поверки

5.1.2.1. При проведении поверки должны применяться средства, указанные в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Средства поверки газоанализатора EMMA 430 / 440 / 460

Наименование оборудования	ГОСТ, ОСТ, ТУ	Диапазон, пределы, погрешность
Секундомер СоПпр-2а-3	ГОСТ 5072-79	0.1 КТ 2
Мегомметр Ф 4102/1-1М	ТУ 25-75.340005-87	1000 В; КТ. 1.5
Ротаметр РМ-А-0,25Г У3	ТУ 25-02.070213-82	от 0 до 25 м/ч, класс точности 4
Манометр МО-250-04	ГОСТ 6521-72	от 0 до 100 кПа
Установка пробойная универсальная УПУ-1М	АЭ.2771.001 ТУ	1000В, 50 Гц
Эталонный термометр	ГОСТ 8.838-80	0-200 0С, КТ 0.5
Вентиль тонкой регулировки	ТУ 5Л4.463.003-02	-
Баллоны с ПГС	ТУ 6-16-2956-62	КТ. 0,1 концентрация согласно таблицы 5.3