Применение газоанализатора в диагностике бензинового двигателя

Газоанализатор на диагностическом посту — не «прибор для техосмотра», а источник данных о том, что происходит в цилиндрах и выпускном тракте. Однако прибор даёт цифры, а вывод делает диагност: без понимания того, откуда берётся каждый компонент ОГ, расшифровка превращается в угадывание.

Как устроен прибор

Концентрации СО, СН и СО2 измеряются спектрометрическим блоком: каждый газ поглощает инфракрасное излучение в строго своём диапазоне волн, и по ослаблению потока на соответствующей длине волны судят о содержании. Кислород О₂ и оксиды азота NOx определяют электрохимические датчики. Результаты выводятся в процентах, а для СН и NOx — в ppm («частей на миллион»), где 10 000 ppm = 1 %.

Спектрометрический блок — самая дорогая и капризная часть: сажа, влага и частицы дают дрейф показаний, поэтому перед кюветой предусмотрена многоступенчатая подготовка газов:

• грубая очистка фильтром на входе или в ручке зонда;
• отделитель влаги со сливом конденсата;
• фильтры тонкой очистки (строго приборные, бензиновые не подходят, и они должны быть сухими).

Правила снятия пробы

1. Перед измерением выполнить коррекцию нуля (у части приборов она автоматическая).
2. Установить зонд в трубу на глубину не менее 300 мм и зафиксировать зажимом — иначе подсос атмосферного воздуха исказит картину.
3. Дождаться установившихся показаний: 15–45 секунд в зависимости от длины шланга и пневмотракта.
4. После каждого замера продуть шланг со стороны прибора сжатым воздухом — из него обычно выходит заметное количество конденсата.

Эталонные составы

Прогретый исправный мотор на стехиометрической смеси даёт характерную картину, которую нужно держать в голове постоянно:

Трёхкомпонентный катализатор (платина, родий, палладий на пористой прослойке) работает при 400–800 °С: NOx восстанавливается до азота, СО и СН окисляются до СО2 и воды. Полноценная работа возможна только при λ = 1 — так называемое окно катализации, реально смещённое в сторону лёгкого обогащения, λ ≈ 0,98–0,99. Выше 1000 °С активный слой разрушается, соты спекаются.

Типовые отклонения

• Подсос воздуха в выпуск. Движение газов волновое, и в зону разрежения затягивается воздух. Первый оцениваемый параметр — кислород: если О₂ превышает 1,5–2 %, анализ дальше бессмысленен, пока дефект не устранён. Остальные компоненты меняются незначительно, поскольку в воздухе почти нет ни СО, ни СН.
• Пропуски воспламенения. Высокий кислород, но в паре с большим количеством несгоревшего топлива — путать с подсосом практически невозможно.
• Богатая смесь. СО 1–5 %, СН 300–400 ppm, СО2 11–13 %, О₂ 0,3–0,5 %, λ 0,8–0,99. Причины: избыточное давление топлива, дрейф ДМРВ, дефект мембраны регулятора, неверный ДТОЖ.

Отдельно: отображаемый прибором λ — расчётное значение по формуле Бертшнайдера, и при негерметичном выпуске оно уходит в запредельные значения, поскольку входит в расчёт кислород.