Obraz1 (4)

11. POMIARY ZADYMIENIA SPALIN

11.1. Wprowadzenie

Przez pojęcie zadymienia spalin rozumie się zmniejszenie przejrzystości spalin silnikowych powstałe wskutek emisji produktów niecałkowitego spalania; są to głównie niespalone węglowodory oraz węgiel. W zależności od zabarwienia obserwowanego zadymienia rozróżnia się następujące jego rodzaje:

-    dymienie białe - związane ze zwiększoną zawartością w spalinach nie-spalonych węglowodorów oraz skondensowanej pary wodnej; występuje przy rozruchu silnika oraz podczas pracy zimnego silnika na małych obciążeniach;

-    dymienie niebieskie - związane ze znaczną zawartością w spalinach ciężkich węglowodorów aromatycznych w postaci ciekłej, pochodzących z nie-spalonego oleju silnikowego; świadczy ono o znacznym stopniu zużycia silnika i przedostawaniu się dużej ilości oleju smarującego z przestrzeni podtłokowej lub przez prowadnice zaworowe do przestrzeni spalania;

-    dymienie czarne - wynika z dużej zawartości sadzy w spalinach i świadczy o występowaniu niecałkowitego spalania.

Źródłem powstawania zadymienia jest przede wszystkim nieprawidłowy przebieg reakcji utleniania węglowodorów C„H_m w cylindrze silnika. Proces taki można opisać równaniem reakcji chemicznej w postaci:

-    w przypadku spalania stechiometrycznego:

C_nH_m + (n + m/4)0₂ => n C0₂ + H₂0 + Q,

-    przy spalaniu z niedoborem tlenu:

C_nH_m + x0₂ => aC0₂ + bCO + cC_nH_m + dC+ eH₂0 +Q,

gdzie: a, b, c, d, e, x - liczba moli poszczególnych związków zależna od przebiegu procesu, Q - ciepło reakcji.

Tlenek oraz dwutlenek węgla są emitowane w postaci gazowej i, chociaż są objęte normami toksyczności spalin, w ocenie zadymienia nie bierze się ich pod uwagę. Istotne znaczenie ma natomiast ilość wydzielonego węgla C w postaci krystalicznej, tworzącego podstawową strukturę cząstek sadzy. Składa się ona ze skupisk małych krystalitów będących stosem płytek atomów węgla rozmieszczonych w formie sześciokątów. W wyniku procesu koagulacji powstają agregaty sadzy, tworzące czasami struktury mocno wydłużone; przeciętnie pojedyncza cząstka sadzy ma wielkość około 0,025-^-0,050 mm (rys. 11.1) [23, 30, 33].