Korszerű motordiagnosztika

Átírás

1 Korszerű motordiagnosztika Alapvető elméleti leti és gyakorlati ismeretek (2.)

2 Keverékösszet sszetétel-szabályozás és -diagnosztika 1. A keverékösszet sszetétel tel szabályzoz lyzozása 2. A keverékszab kszabályozás s diagnosztikája 3. GázemissziG zemisszió-diagnosztika

3 A keverékösszet sszetétel tel szabályzoz lyzozása A keverési arány a levegő és s a tüzelt zelőanyag tömegart megaránya, célszerc lszerűen en az 1 kg tüzelt zelőanyaghoz kevert levegő tömegével kifejezve, példp ldául: 14,7 kg : 1 kg, azaz 14,7 kg/kg. Sztöchiometrikus keverési arány Kémiai számítással ssal meghatározhat rozható,, hogy ideális esetben mennyi levegő (mennyi oxigén) szüks kséges a tüzelt zelőanyag tökéletes t oxidáci ciójához. A számítás s kiinduló adata a tüzelt zelőanyag összetétele. tele. Tüzelőanyag Sztöchiometrikus keverési arány r o (kg/kg) benzin normál 14,8 benzin szuper 14,7 gázolaj 14,5 autógáz 15,5 metán 17,2 metanol 6,4

4 A keverékösszet sszetétel tel szabályzoz lyzozása A légviszonytényezőt (a német n és s német n orientáci ciójú szakirodalomban) a görögg lambda (λ)) betűvel jelölik. lik. A légviszony l λ = m L,tényl nyl./m L,elm elm. λ = r/r o ; Ha r = r o, akkor λ = 1, azaz sztöchiometrikus összetételű a keverék Ha r > r o, akkor λ > 1, azaz a keverék tüzelőanyagban szegény Ha r < r o, akkor λ < 1, azaz a keverék tüzelőanyagban dúsd

5 A keverékösszet sszetétel tel szabályzoz lyzozása katalizátor tor előtt --- katalizátor tor után A katalizátor tor utáni szennyező- anyag-koncentr koncentrációk k alakulása csupán n egy szűk k tartományban megfe- lelő mértékű mindhárom komponens szempontjából: λ = 1,0 ± 0,03, tehát t 3%. A 3% a tűrésmezt smező - lambda-ablak ablak

6 A légviszonytényező számítása sa (Brettschneider-formula) λ = A A 1 2 Ahol: A 1 = µ x K 21 [ CO] [ CO2 ] [ CO + ] [ CO2 ] A 2 = [ CO ] [ CO] [ NO ] H K O W + + [ O ] K + CO 2 2 H CV O [ CO2 ] + [ CO] (...) [ CO] [ ] CV CV CV CV ([ CO2 ] [ CO] K1 [ HC] ) x = a levegő nedvességtartalma [kg vízgőz / kg levegő] nagyon kicsi W CV = H/C arány 0 O CV = O/C arány 0,0175 H CV = H/C atomszámarány 1,7261 K = hidrogénegyensúlyi állandó 3,5 K1 = átszámítási tényező a FID-mérésről az NDIR módszerre (a műszergyártó adja meg) NO/2 = nitrogén-oxid 0

7 A légviszonytényező számítása sa (Egyszerűsített Brettschneider-formula) λ = [ CO ] 2 + [ CO] ,423 [ O ] 1,51 0,0088 ( 3,5 + [ CO] / [ CO2 ]) ( [ CO ] + [ CO] + K [ HC] ) 2 ([ CO ] + [ CO] ) 2 K koncentráci ció,, CO, CO 2,, HC, O 2 komponensek tf%, FID/NDIR műszergyártói i adat Az új zöldkártya rendelet (a a 7/2002. (VI. 29.) GKM BM BM-KvVM együttes rendelet) ) is az egyszerűsített Brettschneider formulával számol.

8 Számp mpélda: A légviszonytényező számítása sa (Egyszerűsített Brettschneider-formula) A vizsgált jármj rmű katalizátor tor után n mért m értékei az alábbiak: CO 2 15,9 tf% CO 0,01 tf% O 2 0,1 tf% HC 15 ppm = 0,0015 tf% λ = 15,9 + 0, ,1 + 1,423 1,51 0,0088 ( 3,5 + 0,01 / 15,9) ( 15,9 + 0, ,0015) ( 15,9 + 0,01) = 1,005

9 A keverékösszet sszetételtel szabályoz lyozása λ-szabályozás s (definíci ciók): A szabályzott berendezés a motor. A szabályz lyzóberendezés hatása a szabályzott berendezésre, a motorra irányul. A szabályz lyzóberendezés a lambda-szond szondából és s a szabályoz lyozó- elektronikából áll. A szabályz lyzásban a beavatkozóegys egység (végrehajt grehajtóegység, g, állítómű) ) a benzinbefecskendező porlasztó,, pontosabban annak elektromágneses tekercse. Szabályzott jellemző a légviszony. l A szabályz lyzójellemző (a szabályzott jellemző paramétere) a lambda- szonda feszülts ltségjele, mely a kipufogógáz z oxigénkoncentr nkoncentrációján ke- resztül l van függvf ggvénykapcsolatban a szabályzott jellemzővel. Módosított jellemző a befecskendezett tüzelt zelőanyag mennyisége, melyet a befecskendezési si idő módosításával állítunk be.

10 A keverékösszet sszetételtel szabályoz lyozása λ-szabályozás s (definíci ciók): A rendelkezőjel váltja ki a szabályz lyzási folyamatot. A lambda-szab szabá- lyozásn snál ez a beavatkozóegys egység,, a porlasztó aktiválását t szolgáló jel. A vezetőjel a lambda megkívánt értéke. Mivel ennek konkrét értéke esetünkben nem változik v (λ( = 1,0), így azt nevezhetjük alapjelnek is. A lambdaszabályoz lyozás ennek megfelelően en értéktartó szabályoz lyozás. Azt a tartományt, amelyen belül l a módosm dosított jellemző beáll llítható (szabályozhat lyozható), módosítási si tartománynak nevezzük. Esetünkben ez lambda = 0,97...1,03 értéktartománynak megfelelő tüzelőanyag- mennyiség. A zavarójel a szabályzott szakaszra kívülrk lről l ható minden olyan jellemző, amely szabályoz lyozási eltérést okozhat. A lambdaszabályoz lyozásnál ide tartoznak a szabályzott szakasz tömítettlenségei,, a forgattyúsh sház- szellőztet ztetés s változv ltozó gázösszetételetele stb.

11 A keverékösszet sszetételtel szabályoz lyozása λ-szabályozás Kiindulás: dús d s keverék (kipufogógázban kicsi az O 2 - koncentráci ció, így a lambda- szonda-fesz feszültség közelítőleg leg 800 mv) A szabályz lyzóelektronika a szegény nyítésére ad parancsot Eredmény: szegény keverék (a kipufogógázban az oxigénkoncentráció megnő,, a lambdaszonda feszülts ltsége kb mv) A szabályz lyzó dúsít (zárul a szabályoz lyozási kör) k irányítóegység dúsít U λ-szonda = 0,2 V sok O 2 a kipufogógázban növelt tü.a. mennyiség szegény keverék dús keverék csökkentett tü.a. mennyiség kevés O 2 a kipufogógázban U λ-szonda = 0,8 V irányítóegység szegényít

12 A keverékösszet sszetételtel szabályoz lyozása A motor keverékk kképzése, működésének fázisai, f kipu- fogása mind-mind véges v idő alatt zajlik le. Szabály lyzás-technikai szempontból ez holtidőt t jelent, szak- nyelven fogalmazva a szabályzottlyzott szakasz holtidős. A keverékösszet sszetételtel válto- zása a motor kimenő jellemzőit módosítja, ez nem tör-ténhet ugrásszer sszerűen! en! A szabályzónaknak ezért integráló tagot kell tartalmaznia..

13 A keverékösszet sszetételtel szabályoz lyozása Az integrátor tor bemenő fe- szülts ltségét t a lambdaszonda komparátor közvetk zvetítésével vel határozza meg. A λ = 1 előírt érték k a komparátor re- ferencia (előre beáll llított, állandó) ) feszülts ltségével állít- ható be. Amikor a szonda ki- menő feszülts ltsége eléri a komparátor referencia-fe fe- szülts ltségét, t, a komparátor át- billen és s meghajtja az integrátort.

14 A keverékösszet sszetételtel szabályoz lyozása A szabályz lyzóelektronika,, a lambdaszonda-hőmérs rséklet és öregedés s szempontjából leg- stabilabb jelleggörbe rbe-tarto- mányánaknak kihasználása sa érde- kében,, a komparátor és s az integrátor tor közötti, k ún. lambdaeltoló tagot alkalmaz. Ez dús d s keverék k esetén, időkésleltetést st valósít t meg, tehát t a dús d s keverékű állapotot hosszabb ideig tartja fenn! Szegény keverék k esetén n nem késleltet.

15 A keverékszab kszabályozás s diagnosztikája A lambdaszabályz lyzó rendszer ún. szon- dafelügyelettel is kiegész szül. A szabályzás alapfeltétele tele az, hogy a szon- da megfelelő feszülts ltséget szolgáltasson.. Ezt a szonda csak o C felett tudja létrehozni. l Ezért a szondafelügyelet a lambdaszonda feszülts ltségét t figyelve dönt arról, hogy engedélyezze lyezze-e e a szabályz lyzási kör r beindítását. t. A keverékösszet sszetételtel beszabályoz lyozásá- nak paramétereit, pillanatnyi üzemi értékeit az ECU (digitális motor- irány nyító egység) g) a kiolvasóműszerek szerek segíts tségével hozzáférhet rhetővé teszi.

16 A keverékszab kszabályozás s diagnosztikája Diagnosztika a TECH-1 1 műszer m alapján: FO: DATENLISTE (adatlista): vizsgálati üzemmód d kiválaszt lasztás O2 SENSOR KREIS: megállap llapítható,, hogy a lambdaszabályoz lyozó kör nyitott, tehát t nem üzemel, vagy zárt, z tehát t a szabályoz lyozófunkciót teljesítő állapotban van-e. A motort alapjáraton, üzemmelegen járassuk. A zárt z állapotra a GESCHL. rövidr vidítés s utal. O2 (LAMBDA) SONDE: a lambda-szond szondáról l jövőj tényleges feszülts ltséget, feszülts ltségváltozást követhetjk vethetjük k nyomon. A motor alapjárat ratán, üzemmeleg állapotban a feszülts ltség g mv között változik. v O2 INTEGRATOR: a lambda-szonda lépésértékét t olvashatjuk ki. integrátor torának aktuális

17 A keverékszab kszabályozás s diagnosztikája A lambdaszabályoz lyozás integrátor torán át t lehet a lambda-szab szabályozás ten- denciáját értékelni: Ha példp ldául a beszívott levegő/t /tüzelőanyag keverék k túl t l szegény (a tényleges érték k lépés l Schritte) ) a lambda-szonda integrátor torának értéke mindaddig fokozatosan növekszik, n ameddig a lambda-szonda szonda dús d keveréket ket nem jelez. Ezt követk vetően en az integrátor tor a lépésértl rtékét csökkenteni kezdi. A A névleges n érték: lépés l s között k van. Hibamentes működés m esetén n az integrátor tor folyamatosan ingadozik a 128-as érték k körül, k vagyis kb között. k Próbaút t során teljes motorterhelésn snél, 4000 min - 1 alatt az integrátor tor névleges értéke 128 lépés, l 4000 min - 1 felett lépés. l

18 A keverékszab kszabályozás s diagnosztikája O2 LL-KENNFELD: az alapjárati (LL-Leerlauf Leerlauf) ) jellegmezőn n (Kennfeld( Kennfeld) keresztül l képes k megtanulni a vezérl rlőegység g az ideális keverékállapott llapottól való eltérést. A tanulási folyamat akkor aktivizálódik, ha az integrátor tor lépésértéke nagyobb, mint egy megadott küszk szöbérték. A komputer megtanulja a korrigált adatot és később a légnyelésadathoz ezt rendeli hozzá mint korrigált értéket.

19 A keverékszab kszabályozás s diagnosztikája A korrekció értékét t alapjáraton, és s az ahhoz közeli k terhelésn snél, az O2 LL-KENNFELD tár r tartalmazza. Ez az informáci ció nem vész v el, sem a tápfeszültség g megszüntet ntetése, sem a motor újraindítása után. A memóri riában az O2 LL-KENNFELD névleges n értéke: lépés l között van. A tanulási folyamat csak akkor következik k be, ha a lambdaszabályoz lyozás aktív és s a motor normálisan (tárolt hibakód d nélkn lkül) l) működik, m és természetesen ha a fojtószelep alaphelyzetben van. Az alapjárati jellegmező-korrekci korrekció az egész motorjellegmezőre re kihat, de mégis m főképpen az alsó fordulatszám m tartományban dominál.

20 A keverékszab kszabályozás s diagnosztikája Gyakorlati példa: p Ha néhány n ny perces rendszerstabilizálódás s után n az O2 LL-KENNFELD értéke lépés l és s az O2 INTEGRATOR értéke lépés, l akkor a rendszer szegény nyít, a keverék k túl t l dús. d Ha az O2 LL-KENNFELD értéke lépés l és s az O2 INTEGRATOR értéke lépés, l akkor a rendszer dúsít, d a keverék k túl t l szegény.

21 A keverékszab kszabályozás s diagnosztikája Ha az integrátor tor tartósan lépésen l áll, akkor a keverék k túl t l dús. d (Erről l természetesen gázelemzg zelemzővel is meggyőződhet dhetünk. nk.ö Az okok a következk vetkezők k lehetnek: a a tüzelt zelőanyag-tápnyomás s túl t l nagy, a a nyomásszab sszabályozó hibás, a a tüzelt zelőanyag-visszatérő vezetékág g eltömődött tt vagy összenyomódott, a a szívócs csőtől l a nyomásszab sszabályozóhoz menő gumicső tömítetlen, tetlen, a a tüzelt zelőanyag-tartályt szellőztet ztető szelep állandóan nyitva van, tömítetlenség g a tüzelt zelőanyag-porlasztónál, l, a hűtőközeghőmérséklet-érzékelő hibás, a lambdaszonda hibás, az ECU hibás.

22 Lambdadiagnosztika A lambdaszonda jele ideális diagnosztikai informáci cióhordozó,, mert feszültségjel, mely szerviz-mérőműszerekkel szerekkel jól j l mérhetm rhető, jelnagysága ga a méréshez m előer erősítést st nem igényel ( mv), jel/zaj viszonya nagyon kedvező, értékváltozása (az idő függvényében) jellegzetes, nagy amplitúdójú, a a jel értéke szinte csak a keverékösszet sszetételtől függ, a a jel tulajdonságai a jeladó öregedésével kevéss ssé és értelmezhetően en változnak, a a jelelvétel, azaz a hozzáférhet rhetőség g egyszerű.

23 Lambdadiagnosztika 1. motorváltozat mérési üzemállapot: alapjárat mérési eredmények: CO: 0,007% CO 2 : 15,6% HC: 45 ppm O 2 : 0,0% lambda: : 1, motorváltozat mérési üzemállapot: alapjárat mérési eredmények: CO: 0,005% CO 2 : 15,5% HC: 0,0 ppm O 2 : 0,0% lambda: : 1,004 értékelés: lambdaszabályz lyzás: : jój CO-koncentr koncentráció: : jój Nagyon gyors szabályz lyzási frekvencia (kb( kb. 7 Hz), az elérhet rhető szondafeszülts ltség-tartomány nincs kihasználva. értékelés: lambdaszabályz lyzás: : jój CO-koncentr koncentráció: : jój Kis szabályz lyzási frekvencia (0,5 Hz), az elérhet rhető szondafeszülts ltség-tartomány kihasznált.

24 Lambdadiagnosztika 3. motorváltozat mérési üzemállapot: 3000 min -1 mérési eredmények: CO: 0,033% CO 2 : 15,6% HC: 11,0 ppm O 2 : 0,0% lambda: : 1,00 4. motorváltozat mérési üzemállapot: 3000 min -1 mérési eredmények: CO: 0,01% CO 2 : 15,5% HC: 4,0 ppm O2: 0,0% lambda: : 1,001 értékelés: lambdaszabályz lyzás: : jój CO-koncentr koncentráció:jó Szabályoz lyozási frekvencia 4 Hz, az elérhet rhető szondafeszülts ltség- tartomány kihasznált. értékelés: lambdaszabályz lyzás: : jój CO-koncentr koncentráció: : jój Szabályoz lyozási frekvencia 1,5 Hz, az elérhet rhető szondafeszülts ltség- tartomány kihasznált.

25 Lambdadiagnosztika 5. motorváltozat mérési üzemállapot: alapjárat mérési eredmények: CO: 0,963% CO 2 : 15,1% HC: 104,0 ppm O 2 : 0,0% lambda: : 0,972 értékelés: lambdaszabályz lyzás: nem megfelelő CO-koncentr koncentráció: : jój Hibás s szonda, rendellenesen nagy szabályz lyzási frekvencia. 6. motorváltozat mérési üzemállapot: 3000 min -1 mérési eredmények: CO: 0,11% CO 2 : 15,6% HC: 8,0 ppm O 2 : 0,0% lambda: : 0,999 értékelés: lambdaszabályz lyzás: : jój CO-koncentr koncentráció: : nagy A jel átlagértéke nagy, a referenciaszint feletti, ebből következik, hogy erre a motorváltozatra a CO-átlagszint pillanatnyi nagy. értéke

26 Lambdadiagnosztika 7. motorváltozat mérési üzemállapot: alapjárat mérési eredmények: CO: 0,002% CO 2 : 14,7% HC: 5,0 ppm O 2 : 1,1% lambda: : 1, motorváltozat mérési üzemállapot: alapjárat mérési eredmények: CO: 0,201% CO 2 : 15,3% HC: 189,0 ppm O 2 : 0,0% lambda: : 0,99 értékelés: lambdaszabályz lyzás: nem megfelelő CO-koncentr koncentráció: alacsony Nincs keverékösszet sszetétel-szabályozás. értékelés: lambdaszabályz lyzás: nem megfelelő CO-koncentr koncentráció: : nagy Rendellenes szabályz lyzás, magas szondafeszülts ltség-átlagszint. tlagszint.

27 Működési elv: Gázelemzők A diagnosztikai gyakorlatban az infravörös- elven (NDIR) működőm műszerek terjedtek el. A mérési m elv azon alapul, hogy a különbk nböző atomokból l felépülő molekulájú gázok az infravörös s hullámhossz mhossz-tartományú sugárz rzás energiáját t anyagfajtájuknak juknak megfelelően en nyelik el. A szén-monoxid példp ldául a 4,6 µm hullámhossz mhosszúságú sugarakat abszorbeálja. A CO, a HC és s a CO 2 tehát t a beérkez rkező fény különböző hullámhossz mhosszúságú sugarait nyeli el (CO 2 : 4,2 µm,, HC: 3 3,5 µm).

28 Gázelemzők mikro-áraml ramlásmérős s elven működő NDIR mérőkamram (1 érzékelő-kamra kamra V 1 és s V 2 kiegyenlítő térfogattal, 2 áramlásérzékelő,, 3 mérőküvetta,, 4 forgó blende, 5 infravörös s sugárz rzó) optikai szűrős s elven működőm NDIR mérőkamra 1. mintavevő szonda, 2. főszf szűrő,, 3. kondenzvíz leválaszt lasztó,, 4. finomszűrő,, 5. mágnesszelep, 6. membránszivatty nszivattyú,, 7. nyomáskapcsol skapcsoló, 8. biztonsági tartály, 9. mérőküvetta, 10. kipufogógáz z kivezetés)

29 Gázelemzők 3-gáz z analizátor 1 infra-sug sugárzó, 2 mérőkamra, 3 NDIR-mérőkamr kamrák, k, 4 blende, 5 kipufogó gáz, 6 infra-sz szűrő, 7 elektronika)

30 Oxigén-érz rzékelő cella Gázelemzők Az anód ólomból l a katód d nikkelből l készk szül. A katódon lezajló reakció (redukció): O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH Az anód d reakció (oxidáci ció): 2Pb + 4OH 2Pb + 2H 2 O + 4e A környezeti k levegőre (20,9 tf% % O 2 ) a cella 1,4 µa A jelet ad. (Mivel a szondareakció az ólom oxidáci ciója, a cella a szabad levegő oxigénj njével érintkezve elöregszik.) Az érzékelő kimenő jele az NTC terhelő ellenáll lláson folyó áram, amely arányos az oxigén-koncentr koncentrációval.

31 Lambda-szab szabályzás s zavarelhárító képessége A az ellenőrz rzés s kezdete B a zavaró jellemző felismerése se (A-B) max. = 60 s B) max C a szabályoz lyozás s felismerése se (B-C) max. = 60 s C) max D a zavaró jellemző megszűnt ntének nek felismerése se (C-D) max. = 60 s D) max E a szabályoz lyozás s felismerése se (D-E) max. = 60 s E) max D

32 Gázelemzők Motorfordulatszám m mérésm Univerzális megoldás s a motortömbre mbre vagy a motorházban egyéb b helyre mágnessel felerősíthet thető adó,, amely zaj- vagy a rezgés-spektrum spektrum alapján n (e kettő közül l automatikusan a jobbik jelet választva) v közvetlenül l a kiért rtékelő műszerbe bevezethető jelet szolgáltat ltat (AVL( AVL). Ez a módszer m univerzálisan alkalmazható mind benzin, mind dízel d üzemű motorok esetében. világító dióda da (LED) mikrofon mágnes gyorsulás-érz rzékelővel műanyag házh

33 Motorfordulatszám m mérésm A mérési m elv kétfk tféle jelet használ l fel a kiért rtékeléshez: a a motor testrezgéseit seit és a a levegőrezg rezgéseket. A rendszer egyidejűleg mindkét t jelet érzékeli és s a fordulatszám számításához automatikusan a jobbat veszi figyelembe. A műszer m a mért m jelből l speciális kiért rtékelő algoritmus segíts tségével képzi k a fordulatszám jelet. érzékelt nyers jel fordulatszám m jel

34 Motorfordulatszám m mérésm Érz rzékel kelő felfogatás csavarfejek csavarfejek lemezrészekfémtartókolajleeresztő csavar sík k lemezr szek fémtartf mtartók k olajleeresztő csavar

35 Motorfordulatszám m mérésm A motorrezgések felhasználása sa mellett a gépjármű generátor által előáll llított váltakozó feszülts ltség jel is alkalmas lehet motorfordulatszám m mérésre m (Gutmann( Gutmann). A műszert m az akkumulátor kapcsaira köt-jük.. A mérés m s során n az egység g a generátor váltakozó feszülts ltség g jelét t leválasztja, lasztja, felerősíti, majd négyszn gyszögjellé alakítja. Ezután n egy lépésben l kiszámítja a generátor és s a forgattyústengely helyes fordu- laszám-átt ttételét, t, majd ezután n a fordulat- számot már m r csak a generátor töltt ltő impul- zusain keresztül l méri. m Áramellátása a vizsgált jármű villamos hálózath zatáról l törtt rténik. A mérés s előtt a motor hengerszámát t be kell állítani.

36 Gázemisszió-diagnosztika A gázemisszig zemisszió-diagnosztika gyűjt jtőfogalom. A gáz-g és ré- szecskekibocsátást st meghatároz rozó valamennyi rendszertulaj- donság,, funkció,, szerkezeti egység g műszeres m vizsgálat latát jelenti. Lehet külsk lső (off board) és s fedélzeti (on( board) mérőrendszerű, folyamatos és időszakos adatelérésű.. A gázemisszió-diagnosztika feladatát t tekintve lehet ellenőrz rző (hatósági) és s beáll llítás, beszabályoz lyozás). szervizművelet velet-támogató (állapotfeltárás,

37 Gázemisszió-diagnosztika Az emissziótechnika két t főf technikai generáci ciója: 1. I. emissziótechnikai generáci ció kipufogógáz- keverékk kképzés s nem elektronikusan irány nyított, utókezel kezelés s nincs. 2. II. emissziótechnikai generáci ció a keverékk kképzés s elektronikusan irány nyított, tott, a kipufogógáz- utókezel kezelés s katalizátorral torral törtt rténik.

38 I. emissziótechnikai generáci ció gázemisszió-diagnosztikája Az ún. II. emissziótechnikai generáci ció megoldásain sainál sincs a motorban lejátsz tszódó égésfolyamatra, az anyagátalakul talakulásra az elektronikus keverékir kirányításnak behatása, ezért a motor nyers,, tehát t a kipufogógáz-ut utókezelés s előtt mérhetm rhető emissziós jellemzői i azonosak az I. emissziótechnikai generáci ció ó -ból származ rmazó kipufogógáz összetételével,, ha azonos a légviszony, l ennek megfelelően en a vonatkozó alapismeretek közösekk sek.

39 I. emissziótechnikai generáci ció gázemisszió-diagnosztikája Ha üresjáratban, ún. emelt üresjárati (n eü ), kb min -1 fordulaton mérünk (hazai előírás n eü = n N. 0,6), akkor a 0,1... 1,5 tf% (régi típusoknál 2,0 tf%) közötti CO érték helyes működésű főfúvókarendszerre enged következtetni.

40 I. emissziótechnikai generáci ció gázemisszió-diagnosztikája A terhelt motor vizsgálat latához görgős járműfékpad szüks kséges. A mérés m s alapinformáci cióját t a motor CO gázkagylógörbéje adja, melyből l ki kell venni a munkaadatokat

41 Motor-üzem zemállapot: alapjárat, CO-koncentr koncentráció: : 0,5 3,0 tf% Lehetséges hibaforrások: A nagy CO-koncentr koncentráció oka általában: hibás s beáll llítás, tüzelőanyag-tápnyomás s rendellenesen nagy, benzin a motorolajban, nem üzemmeleg motor, az előírt vizsgálati feltételek telek be nem tartása. A nagy CO-koncentr koncentráció oka karburá- tornál: a a légszl gszűrő eltömődött, tt, az úszószint szint magas, nem előírásos fúvókamf kaméret, a dúsítószelepszelep hibás, a a TN indító hibás. A nagy CO-koncentr koncentráció oka elektronikus szabályoz lyozású keverékk kképző-rendszernél: a a hőmérsh rséklet-érzékelő hibás, hibás s kódbek dbeállítás, kapcsolóá óállás, a légnyelésmérő hibás. A kis CO-koncentr koncentráció oka általában: hibás s beáll llítás a a tüzelt zelőanyag-tápnyomás s rendellenesen kicsi, fals levegő bejutása a szívórendszerbe, előírt vizsgálati feltételek telek be nem tartása, mintavételi, teli, mérési m hibák. A kis CO-koncentr koncentráció oka karburátorn tornál: az úszószint szint alacsony, nem előírásos fúvókamf kaméret, elszennyeződött fúvóka. f A kis CO-koncentr koncentráció oka elektronikus szabályoz lyozású keverékk kképző rendszernél: hibás s kódbek dbeállítás s (kapcsolóá óállás), befecskendezőszelep-elszennyeződés. s.

42 Motor-üzem zemállapot: intenzív v gyorsítás, s, CO koncentráci ció: : 1,0 3,0 tf% Lehetséges hibaforrások: A nagy CO koncentráci ció oka karburátorn tornál: a a gyorsítószivatty szivattyú hibás, a a gyorsítószivatty szivattyú hibás s beáll llítású, rendellenesen nagy viszkozitású olaj a csillapítódugatty dugattyú munkahengerében (SU karburátor). A kis CO-koncentr koncentráció oka karburátorn tornál: a a gyorsítószivatty szivattyú hibás, nincs olaj a csillapítódugatty dugattyú munkahengerében (SU karburátor). A kis CO-koncentr koncentráció oka elektronikus szabályoz lyozású keverékk kképző-rendszernél: légnyelésmérő,, illetve a fojtószelep szelepállás-érzékelő potenciométer ter hibás, légnyelésmérő elmozdulóeleme eleme hibás s (szorul stb.), vezérlődugattyú szorul (K-Jetronic Jetronic).

43 Motor-üzem zemállapot: részterhelr szterhelés, s, a CO-koncentr koncentráció: : 0,1 1,5 tf% (régi típusoknt pusoknál l 2,0 tf%) Lehetséges hibaforrások: A nagy CO-koncentr koncentráció oka átalában: tüzelőanyag-tápnyomás s túl t l nagy, a a motor nem üzemmeleg. Karburátorn tornál: a a légszl gszűrő eltömődött, tt, az úszószint szint magas, nem előírásos fúvókamf kaméret, kilazult fúvóka, f az indítórendszer nem kapcsol ki, a dúsítószelepszelep hibás s (tömítetlen), tetlen), Elektr.. szab. kev.-képz pző rendszer: hibás s hőmérsh rséklet-érzékelők, k, hibás felmelegedésszab sszabályzó, hibás s kódbek dbeállítás, kapcsolóá óállás, rendszer szüks kségállapotban A kis CO-koncentr koncentráció oka általában: (mellékt ktünet: rángatr ngatás): tüzelőanyag-tápnyomás s alacsony, fals levegő bejutás s a szívórendszerbe, gyújtáskihagyás, s, eltömődést okozó szennyeződés s a tüzelőanyagtartályban, tü.a.-szellőztetőrendszer hiba. A kis CO-koncentr koncentráció oka karburátorn tornál: az úszószint szint alacsony, nem előírásos méretm retű fúvóka, fúvóka-elszennyeződés. s. A kis CO-koncentr koncentráció oka elektronikus szabályoz lyozású keverékk kképző rendszernél: befecskendezőszelep-elszennyeződés, s, hibás s felmelegedés-szab szabályzó (K-Jetronic Jetronic),

44 Motor-üzem zemállapot: teljes terhelés, a CO-koncentr koncentráció: : 1,0 6,0 tf% Lehetséges hibaforrások: Ok karburátorn tornál: tüzelőanyag-tápnyomás s túl t l nagy, nem előírásos fúvókamf kaméret, az úszószint szint magas, laza fúvóka, f TN indító hibás, fúvókatű/fúvóka kopás, ill.. rossz beáll llítás (SU karburátor), indítóautomatika nem kapcsol ki teljesen, a a légszl gszűrő eltömődött, tt, a a szelepvezérl rlés s beáll llítása helytelen. Ok elektr.. szab. kev.. rendszernél: a rendszertápnyom pnyomás nagyon nagy, a a hőmérsh rsékletérzékelő hibás, hibás felmelegedésszab sszabályzó hibás s kódbek dbeállítás/kapcsolóállás. A kis CO-koncentr koncentráció oka általában: tüzelőanyag-szűrő eltömődött, tt, eltömődést a tüzelt zelőanyag-tartályban, hibás s tüzelt zelőanyag-szellőztető rendszer, fals levegő bejutása a szívórendszerbe. A kis CO-koncentr koncentráció oka karburátorn tornál: a a tüzelt zelőanyag-tápnyomás s kicsi, a dúsítórendszer nem üzemel, nem előírásos fúvókamf kaméret, a a fúvókatf katű helytelen beáll llítása, az úszószint szint alacsony. Elektronikus szab. kev.. rendszernél: a a rendszer tüzelt zelőanyag-tápnyomás s kicsi, befecskendezőszelep-elszennyeződés, s, hibás felmelegedésszab sszabályzó, hibás s kódbek dbeállítás/ s/kapcsolóbeállítás, teljes terhelési dúsítód nem működik m

45 Gázemisszió-diagnosztika a CO/HC együttes mérésévelm nagyon nagy nagy nagy HCkoncentráció COkoncentráció kicsi nagy nagyon kicsi Tünet egyenlőtlen járás, járműhaladáskor rángatás egyenlőtlen járás, járműhaladáskor rángatás A motor mechanikai állapota a szívórendszer tömítetlen Hibaforrás gyújtórendszer keverékképzés meghatározott fordulat és terhelési tartományban járásegyenlőtlenség, megcsuklás gyújtáskimaradás túl dús keverék a keverék rendellenesen szegény ( HC mérés!) nagy normális egyenlőtlen alapjárat szelephézag kicsi nagy kicsi egyenlőtlen alapjárat szegény keverék ( HC mérés!) nagy nagy egyenlőtlen alapjárat túl dús keverék nagy (> 1000 ppm) normális HC a hűtőközegben motorféküzemben (üresjárat 4000 min -1 fordulaton 30 s-ig, majd hirtelen gázelvétel) a kiegyenlítőtartály gázterében mérve olajtúlfogyasztás hengerfejtömítés hibás

46 A II. emissziótechnikai generáci ció gázemisszió-diagnosztikája Az Otto-motorokon gázemisszig zemisszió-diagnosztika feladatai: a nyers kibocsátás s vizsgálata, áttételesen telesen az égés s ellenőrz rzése, a katalizátor tor utáni kibocsátás s vizsgálata, a katalizátor tor hatásoss sosságának (átalak( talakítási fokának) ellenőrz rzése, a keverékösszet sszetétel-szabályozás s ellenőrz rzése. Részletesebb ismertetés s a környezetvk rnyezetvédelmi technika ellenőrz rzése címűc részben! Komponens Koncentráció szénmonoxid [CO] < 0,1 tf % szénhidrogén [HC] < 20 ppm széndioxid [CO 2 ] > 15,0 tf % oxigén [O 2 ] < 0,3 tf%

47 A szénhidrog nhidrogén-emisszió és s a szénhidrog nhidrogénmérés A motorhajtó- és s kenőanyagok szénhidrog nhidrogének, nek, illetve szén- hidrogén n bázisb zisúak. A motorhajtóanyagot anyagot a benzint, a gázolajat g kőolajból l származ rmazó,, hozzávet vetőleg 200 szénhidrog nhidrogén-vegyület alkotja. Az LPG-t, a cseppfolyósított propán-but bután n gázt, g döntd ntő mennyiségben propán; a CNG-t, a földgf ldgázt pedig metán n szén- hidrogén n alkotja. A motorhajtóanyagk anyagkéntnt szóbaj bajöhető bio tü- zelőanyagok és s az alkoholok is szerves vegyületek, szénhidrog nhidrogén- származ rmazékok.

48 A szénhidrog nhidrogén-emisszió és s a szénhidrog nhidrogénmérés A szennyezőforr forrásokat két t főcsoportba f soroljuk: 1. PárolgP rolgási, kigőzölg lgési emisszió a a tüzelt zelőanyag-tankolásakor elpárolg rolgó,, a tüzelt zelőanyag-sugárból, illetve a tankból l kiszorított szénhidrog nhidrogéngőz), a a gépjg pjármű tüzelőanyagellátó-rendszeréből: a tüzelt zelőanyag- tartályb lyból, l, a karburátor úszóházából l elpárolg rolgó szénhidrog nhidrogének, nek, korszerű járműveknél l a szellőztet ztetőrendszer hibája következtk vetkeztében. a a kartergáz-visszavezet visszavezetés s (PCV-rendszer) hibája miatt a környezetbe kijutó szénhidrog nhidrogének. nek. 2. A kipufogógáz-emisszi emisszió,, azaz a kipufogócs csövön n a környezetbe k távozt vozó szénhidrog nhidrogének. (Ne feledkezzünk meg itt a kenőolaj olaj-csepegésről, folyásokr sokról, a kellően en el nem ítélhető árokparti olajcserékr kről, melyek súlyos s víz-v és talajszennyezést st okoznak!)

49 A szénhidrog nhidrogén-emisszió és s a szénhidrog nhidrogénmérés A szénhidrog nhidrogén-emissziót, az azt alkotó vegyületek nagy száma miatt, nem az egyes anyagok vegyjelével, vel, hanem összefoglaló módon jelölj ljük. Az angol rövidr vidítésből l eredően en műszereinken m a HC jelölést olvashatjuk (HC = HydroCarbon), gyakran találkozunk lkozunk azonban, példp ldául a vonatkozó rendeletben is, a CH jelöléssel, de a C n H m, a C x H y rövidítés s sem ritka. A könyvben a műszerfeliratkm szerfeliratként használt HC és s a tudományos munkákban kban használt C n H m rövidítést egyaránt használjuk.

50 A szénhidrog nhidrogén-emisszió és s a szénhidrog nhidrogénmérés A kipufogógázban mintegy 200 C n H m anyagfajta van.. Ezek egyrésze azonos a tüzelt zelőanyag, a motorbenzin alkotóival (paraffinok, olefinek, aromások stb.), mások m az égéstérben jönnek j létre l a nem végtermv gtermékig végbemenő kémiai reakciók k során n (részoxid szoxidált anyagok: aldehidek, ketonok, szerves savak stb. és s termikus krakk-term termékek: acetilén, etilén, benzpirén n stb). Ezek összességét t a szervizdiagnosztikában használt HC-gázelemz zelemzők nem mutatják k ki! A típusvizsgt pusvizsgálatnál l alkalmazott össz-szénhidrogén- mérők k (lángioniz( ngionizációs detektorral működőm gázelemző) ) már m r jól j l közelk zelíti a teljes értéket. A részletes r elemzésre általában gázkromatogrg zkromatográfiás eljárásra van szüks kség. A szénhidrog nhidrogének nek emberi szervezetre gyakorolt káros k hatása, valamint ózon-,, illetve szmogképz pző hatása nagyon különbk nböző,, ezért azokat súlyozottan kell értékelni.

51 A kipufogási szénhidrog nhidrogén-emisszió okai A kipufogógázban találhat lható szénhidrog nhidrogén n a motorban nem tökéletesen t végbemenő égés eredménye. A motorban a szénhidrog nhidrogén n oxidáci ciója, fizikai okok miatt, 100%-os teljességgel nem megy végbe. v Tehát t minden esetben találhat lható szénhidrog nhidrogén n az utókezeletlen ( nyers ) kipufogógázban. Az okok közül k l fontos a lángkialvási jelenséget említj tjük k meg: az égésteret alkotó falak mentén, n, vékony, v hártyaszerh rtyaszerű rétegben, a láng l kialszik, az itt megbújó szénhidrog nhidrogén n nem lép l p reakcióba. További lánkialvási zóna alakul ki a dugattyúkorona korona-gyűrű-hengerfal hengeres résben, valamint a dugattyútet tető-hengerfej között, k tt, az FHP környezetében kialakuló résben. A kipufogási folyamatban az égésfolyamatból l kimaradt szénhidrog nhidrogén n keveredik az égéstermékekkel, és s a kipufogócs csövön n távozik. t