Zespół Szkół Samochodowych

im Gen. Józefa Bema w Toruniu

Temat Ćwiczenia:

Analiza Spalin w silniku ZI

Wykonał:

Bartosz Światowski

Kl. 4c

Spis Treści:

1.Spalanie i jego produkty

2.Analiza spalin silników ZI

3.Warunki przeprowadzenia pomiaru

4.Procedura pomiarowa

5.Wyniki pomiarów i ich interpretacja

6. Wnioski

1. Spalanie i jego produkty.

  Jak wiadomo paliwa (benzyna i olej napędowy) są mieszaniną węglowodorów różniących się budową chemiczną i wynikającymi z tego własnościami chemicznymi. Węglowodory podczas spalania ulegają rozpadowi na składniki podstawowe: węgiel i wodór.

Spalanie jest zupełne, jeśli produktami reakcji są związki, które nie mogą ulec dalszemu utlenianiu. Warunkiem koniecznym do zupełnego spalenie jest odpowiednia ilość tlenu. Przy spalaniu zupełnym wodór łączy się z tlenem co daje nam w rezultacie wodę, występującą w postaci pary wodnej ze względu na podwyższona temperaturę wydechu. Węgiel łącząc się przy spalaniu zupełnym z tlenem tworzy dwutlenek węgla, jednak spalanie zupełne w praktyce nie występuje. W rzeczywistych warunkach mamy do czynienia ze spalaniem niezupełnym i to paliwa zawierającego szereg dodatków i zanieczyszczeń:

• Azot N₂

• Tlen O₂

• Dwutlenek węgla CO₂

• Węglowodory HC

• Tlenki azotu NO_x

Składnik spalin:

• Azot (N₂) - produkt zużycia tlenu zawartego w mieszance paliwowo-powietrznej. Gaz niegroźny dla zdrowia. Jest przecież składnikiem powietrza.

• Tlen (O₂) - jego ilość jest uzależniona od tego, ile pozostało go z mieszanki paliwowo-powietrznej, jego zawartość w spalinach wynosi ok. 1%. Gaz niegroźny dla zdrowia. Podobnie jak azot jest składnikiem powietrza.

• Dwutlenek węgla (CO₂) - nie jest gazem trującym, powoduje jednak efekt cieplarniany; jego zawartość w spalinach wynosi ok. 14-16%

• Tlenek węgla (CO) - produkt nie dokończonego spalania węgla w wyniku zbyt małej ilości tlenu oraz zbyt krótkiego czasu spalenia. Jest bezbarwnym i bezwonnym gazem trującym, a jego zawartość w spalinach wynosi ok. 10%

• Węglowodory (HC) - są to nie spalone lub tylko częściowo spalone cząstki paliwa. Przyczyny ich powstania są takie same jak tlenku węgla. Są związkami szczególnie trującymi, mają działanie rakotwórcze oraz przyczyniają się do powstania smogu.

• Tlenki azotu (NO_x) - przede wszystkim przyczyniają się do powstania smogu. Stanowią jego główny składnik. Tlenki azotu są również trującym składnikiem spalin.

• Związki ołowiu i siarki - składniki pochodzące z dodatków i zanieczyszczeń paliw, uchodzą również za rakotwórcze oraz przyczyniają się do niszczenia środowiska. Związki siarki powodują korozję silnika i układu wydechowego. Im więcej siarki w paliwie tym gorzej. Niestety kontrole paliw na polskich stacjach paliw wciąż bardzo często wykazują, że sprzedawane paliwo ma przekroczoną zawartość siarki i to wielokrotnie.

2. Analiza spalin silników ZI.

   Do pomiaru składu spalin silników ZI służą cztero gazowe analizatory spalin, ponieważ umożliwiają one określenie zawartości w spalinach następujących składników:

• tlenku węgla CO

• węglowodorów CH

• dwutlenku węgla CO2

• tlenu O2

Składnik takie jak CO, CO₂ oraz O₂ wyrażane są ich procentowym udziałem w ogólnej objętości spalin oznaczanym jako [% vol]. Emisja CH (węglowodorów) określana jest w cząstkach na milion [ppm]

3. Warunki przeprowadzenia pomiaru:

• Układ wydechowy powinien być szczelny. Inne/świeże powietrza zaciągane wskutek nieszczelności układu wydechowego będzie fałszowało wyniki. W samochodach z katalizatorem należy na to zwracać szczególna uwagę. Jeżeli układ będzie nieszczelny przed sondą lambda to zakłócona będzie praca całego układu sterowania składem mieszanki co przełoży się na skład spalin. Jeżeli układ będzie nieszczelny za sondą lambda to ta będzie pracować prawidłowo natomiast zafałszowany będzie wynik na analizatorze.

• Silnik powinien być nagrzany do normalnej temperatury pracy czyli min 70°-80° C (katalizator zaczyna właściwie pracować dopiero po jego nagrzaniu.)

4. Procedura pomiarowa:

Procedura pomiarowa składa się z dwóch etapów:

• Pierwszy etap to pomiar składu spalin silnika ZI dokonywany przy podwyższonej prędkości obrotowej tj. (2000 - 3000 obr/min).

• Drugi etap to badanie składu spalin podczas pracy silnika na biegu jałowym.

Każdorazowo sondę spalin wkładamy do rury wydechowej na głębokość co najmniej 30 cm.

5. Wyniki pomiarów i ich interpretacja:

• Porównanie uzyskanych wartości z wartościami granicznymi dla danego samochodu podanymi przez jego producenta

• Porównanie z wartościami granicznymi określonymi przez ustawodawcę w celu weryfikacji możliwości dopuszczenia pojazdu do ruchu podczas badań w Stacji Kontroli Pojazdów.

Wartości podane przez producenta zależą od konkretnego modelu samochodu i zastosowanego w nim silnika. Wartości graniczne określone przez ustawodawcę przedstawiają się następująco:

Lp.	Pojazd	Prędkość obrotowa silnika	Zawartość CO w % objętości spalin, CH w ppm (cząstki na milion) oraz współczynnik "lambda" dla pojazdu zarejestrowanego po raz pierwszy.
			Do dnia 30 września 1986 r.
			CO
1	Motocykl	Bieg jałowy	5,5
2	Inny pojazd samochodowy *	Bieg jałowy	4,5
		2000 - 3000 obr/min	-
* dla pojazdu zarejestrowanego po raz pierwszy do 31 grudnia 1996 r. wyposażonego w silnik o pojemności skokowej do 700 cm3 dopuszcza się wartość CO do 4,5

Przez pomiar zawartości CO i CO₂ można ujawnić niewłaściwą regulację gaźnika (w przypadku samochodów starszych) lub układu wtryskowego (samochody nowsze), brak odpowietrzania skrzyni korbowej czy uszkodzenie katalizatora (w nowszych pojazdach). Nieszczelność układu wydechowego również da się wykryć dzięki analizie spalin.

Wyniki pomiarów dla pojazdu: Opel Astra F Classic 1.6i 93r. :

6.Wnioski:

Badany pojazd spełnia wymogi dotyczące jakości spalin.

Literatura:

www.mototechnika.republika.pl – analiza spalin