Газоанализатор для автомобилей принцип работы
Газоанализатор — помощник диагноста
Привет друзья!
Помимо всего прочего оборудования для диагностики автомобиля (сканеры, осциллограф, вакууметр, компресометр…), существует еще один очень нужный инструмент — Газоанализатор
Газоанализатор служит своего рода «глазами», позволяя «заглянуть» внутрь камер сгорания работающего двигателя и определить, как идет процесс горения топливно-воздушной смеси. Именно от течения этого процесса зависят главные показатели ДВС — мощность и экономичность.
По показаниям газоанализатора можно выявить целый ряд неисправностей:
— Пропуски воспламенения
— Эффективность работы катализатора
— Неисправности в системах топливоподачи и зажигания
— Неисправность ДМРВ и Кислородного датчика
— Подсос воздуха во впускном тракте
— Наличие «подсеканий» в выпускном тракте
— Прогар прокладки ГБЦ
— Негерметичность выпускных клапанов
Ну и еще что-то…
Хочу заметить, что существуют 2-ух, 4-ех и пятикомпонентные газоанализаторы, но для диагностики необходим газоанализатор не ниже 4 компонентов (измерение СО, СН, СО2, О2).
Собственно такой газоанализатор я и приобрел
Автомобильный 4-х компонентный газоанализатор, предназначен для измерения объемной доли оксида углерода (СО), углеводородов (CН) (в пересчете на гексан), диоксида углерода (СО2), кислорода (О2), в отработавших газах.
Первым пациентом стал автомобиль моего друга Лёхи — Toyota Carina ED Он давно жаловался на нестабильную работу двигателя и большой расход
Прогрели двигатель, подключили прибор и начали проводить измерения
Автомобильные газоанализаторы – принцип работы
Для того, чтобы двигатель внутреннего сгорания (ДВС) работал как можно дольше и более экономично, а уровень токсичности выхлопных газов снизился, необходимо периодически проводить диагностику и регулировку ДВС. Для этого обязательно нужно использовать специальный прибор под названием автомобильный газоанализатор.
Что это такое?
Автомобильный газоанализатор – это специальный прибор для определения состава газовой смеси. На современном диагностическом участке автосервиса он относится к категории базового оборудования. Существуют стационарные, транспортируемые, переносные и блочно-модульные приборы. Автомобильные газоанализаторы используются на АЗС, СТО, в автопарках, автохозяйствах и пунктах инструментального контроля при техосмотре.
Зачем нужен автомобильный газоанализатор?
Автомобильные газоанализаторы применяются на различных предприятиях, где контролируется и регулируется состояние ДВС. Основным предназначением данного прибора является контроль токсичности выхлопов. Также устройство выполняет ряд других важных функций:
На основании данных, полученных в ходе измерений, опытный мастер получает полноценную информацию о процессе сгорания топлива в ДВС, делает правильные выводы и делает предположения по поводу происхождения нарушений.
Принцип работы устройства
Автомобильный газоанализатор работает по принципу спектрометрии. В основе конструкции современных измерительных устройств находится спектрометрический блок, функционирование которого осуществляется путем частичной абсорбции световой энергии, проходящей сквозь газ.
Автомобильный газоанализатор работает следующим образом:
После того, как все сигналы будут обработаны, на дисплее прибора появится информация о содержании газов. Во избежание погрешностей перед началом измерений газоанализатор рекомендуется прогреть. 
Другие новости
Датчик газоанализатор – акусторезонансный АРП
Газоанализаторы для обследования колодцев, емкостей
Газоанализаторы, сигнализаторы для канализационных насосных станций (КНС)
Газоанализаторы, сигнализаторы для котельных
8. Газоанализатор «АВТОТЕСТ 02.02П». Или газоанализ в диагностике бензинового двигателя.
Всем доброго времени суток!
Итак снова о диагностике авто. Наряду со сканером и мотортестером газоаналзатор является основным прибором в диагностике бензинового двигателя. И если сканер позволяет увидеть как видит работу двигателя ЭБУ, мотортестер «глаза диагноста» позволяет видеть что действительно происходит с двигателем, то газоанализатор позволяет увидеть на сколько эффективно в двигателе сгорает топливо. Ведь от того как сгорело топливо в конечном итоге и зависит то, как автомобиль поедет. Плюс помимо качества сгорания топлива по показаниям газоанализатора можно увидеть и ряд неисправностей таких как прогар прокладки ГБЦ в начальной стадии, негерметичность выпускных клапанов, подсос воздуха во впускном тракте, трещины и наличие «подсеканий» в выпускном тракте, пропуски воспламенения, эффективность работы систем снижения токсичности таких как каталитический нейтрализатор и клапан рециркуляции отработанных газов. Так же по показаниям газоанализатора можно дополнительно оценить работу ДМРВ и Лямбда-зондов.
Естественно для такой работы необходим четырёхкомпонентный газоанализатор способный измерять содержание в отработанных газах таких компонентов как CO, CH, CO2, O2.
Помимо 4-х компонентов газа может измерять температуру масла специальным датчиком температуры, частоту вращения двигателя по высоковольтному сигналу системы зажигания, а так же рассчитывает коэффициент избытка воздуха Лямбда.
Автомобильные газоанализаторы
Назначение автомобильных газоанализаторов
В зависимости от конструктивного устройства автомобильные газоанализаторы могут измерять один или несколько компонентов выхлопных газов (однокомпонентные и многокомпонентные). Одно- или двухкомпонентными газоанализаторами можно измерять количество вредных примесей в отработанных газах автомобилей (СО, окислы азота), не оборудованных катализаторами. Некоторое время назад наиболее распространёнными были однокомпонентные газоанализаторы для определения содержания оксида углерода СО. Введение норм выбросов по экологическим стандартам ЕВРО не только СО, но и других составляющих отработанных газов стимулировало выпуск и использование многокомпонентных газоанализаторов для оценки их состава. При помощи обычных автомобильных газоанализаторов можно выполнять диагностику и регулировку либо бензиновых, либо дизельных двигателей. Универсальные газоанализаторы позволяют диагностировать и выполнять регулировку и бензиновых, и дизельных ДВС.
Экологические стандарты ЕВРО
Состав выхлопных газов
Остальные компоненты автомобильных выхлопов (альдегиды, сернистые соединения, свинец) не менее вредны для организма человека. Правильная и своевременная регулировка и наладка двигателя при помощи автомобильных газоанализаторов позволит намного снизить содержание вышеперечисленных вредных веществ в отработанных газах автомобиля.
Пути снижения вредных автомобильных выбросов
Сокращения объёма вредных выбросов в выхлопных газах автомобилей можно достичь при помощи:
— правильной организации дорожного движения;
— применения альтернативных видов топлива;
— установки каталитических нейтрализаторов в системы выпуска автомобилей;
— применения гибридных конструкций автомобилей.
Устройство и принципы работы автомобильных газоанализаторов
Определение содержания вредных веществ в отработанных газах современными многокомпонентными газоанализаторами для автомобиля производится без использования химических реактивов, в основном тепловым (инфракрасным) способом измерения. Метод основан на принципе измерения величины поглощения теплового излучения различными составляющими выхлопных газов. В конструкцию газоанализаторы встроены инфракрасные излучатели и приёмники излучения. Между ними расположены измерительные элементы, в которые подаётся анализируемая смесь. По величине снижения интенсивности инфракрасных лучей, проходящих через газ и поступающих на приёмник, можно определить концентрацию какого-либо компонента в составе газовой смеси.
Типы и сферы применения автомобильных газоанализаторов
Современные комбинированные автомобильные газоанализаторы, кроме определения состава отработавших газов, способны диагностировать и предоставлять дополнительную информацию о технических параметрах двигателя (температура масла, число оборотов двигателя, начало работы ТНВД, момент зажигания, коэффициент избытка воздуха и др.). Газоанализаторы могут дополнительно оснащаться печатающим устройством, интерфейсом для передачи данных на компьютер или синхронизируемый принтер.
Сферы применения газоанализаторов выхлопных газов
| Автомобильный транспорт | Железнодорожный транспорт | ||
| измерение и контроль выхлопов автомобилей с бензиновым двигателем | контроль выхлопов автомобилей с дизельным двигателем | контроль и измерение выхлопов дизельных локомотивов | |
 |  |  |  |
| ГИАМ-29М-1, ГИАМ-29М-2 | дымомер СМОГ-2 | дымомер СМОГ-1М | стационарный газоанализатор АНКАТ-410-16 с системой пробоподготовки |
С полным перечнем автомобильных газоанализаторов Вы можете ознакомиться в разделе нашего каталога Приборы для контроля выхлопных газов ДВС.
Анализаторы отработавших газов бензиновых и газобензиновых двигателей (газоанализаторы)
Содержание токсичных компонентов в отработавших газах бензиновых двигателей в настоящее время определяется с помощью газоанализаторов, работающих на основе использования инфракрасного излучения. В таких газоанализаторах анализ содержания оксида, диоксида углерода и углеводородов производится с помощью недисперсионных инфракрасных лучей. Физический смысл процесса заключается в том, что эти газы поглощают инфракрасные лучи с определенной длиной волны. Так, например, оксид углерода поглощает инфракрасные лучи с длиной волны 4,7 мкм, углеводороды — 3,4, а диоксид углерода — 4,25 мкм. Следовательно, с помощью детектора, чувствительного к инфракрасным лучам с определенной длиной волны, можно определить степень их поглощения при прохождении анализируемой пробы, в результате чего можно установить концентрации того или иного компонента. Схема газоанализатора, работающего по принципу инфракрасного излучения, показана на рисунке.
Отработавшие газы с помощью мембранного насоса через газоотборный зонд, отделитель конденсата и фильтры закачиваются в измерительную камеру. Сравнительная камера при этом заполнена инертным газом и закрыта. Источниками инфракрасного
Рис. Схема газоанализатора: 1 — газоотборный зонд; 2 — отделитель конденсата; 3 — фильтр тонкой очистки; 4 — защитный фильтр; 5 — мембранный насос; 6 — источники инфракрасного излучения; 7 — синхронный электродвигатель; 8 — вращающийся диск обтюратора; 9 — сравнительная камера; 10 — лучеприемник инфракрасного излучения; 11 — усилитель; 12 — мембранный конденсатор; 13 — измерительная камера; 14 — индикаторные приборы
излучения являются нихромные нагреватели, которые нагреваются до температуры около 700 °С. Отражаясь от параболических зеркал, поток инфракрасного излучения, периодически прерываемый обтюратором, приводимым во вращение от синхронного электродвигателя, проходит через измерительную и сравнительную камеры. (Обтюратор необходим для обеспечения ритмичного прерывания инфракрасного излучения.) В измерительной камере происходит поглощение инфракрасного излучения определенного компонента отработавших газов в зависимости от его концентрации. В сравнительной же камере этого не происходит, и возникает разница температур и давлений в обеих камерах. Вследствие этого изменяется емкость мембранного конденсатора 12, расположенного между камерами лучеприемника. Сигнал с конденсатора подается на усилитель 11 и далее на регистрирующий прибор.
По такому принципу работают газоанализаторы типа ГИАМ 27-01, ЕТТ фирмы «Бош» и др.
В более поздних конструкциях газоанализаторов, например АВГ-4, применяется метод измерения, частично отличающийся от рассмотренного выше. Анализируемый газ после очистки проходит через измерительную проточную кювету, где определяемые компоненты, взаимодействуя с излучением, вызывают его поглощение в соответствующих спектральных диапазонах (3,4; 3,9; 4,25 и 4,7 мкм). Инфракрасное излучение аналитических областей спектра определяемых компонентов, подаваемое излучателем, прерывается вращающимся диском обтюратора. Поток излучения характерных областей спектра выделяется приемниками излучения с интерференционными фильтрами и преобразуется в электрические сигналы, пропорциональные концентрации анализируемых компонентов.
Рис. Схема оптическая газоанализатора АВГ-4 (Россия): 1 — излучатель; 2 — кювета; 3 — обтюратор; 4 — приемники излучения с интерференционными фильтрами
Вместо четырех приемников может устанавливаться один (газоанализатор «Автотест»). Интерференционные фильтры в такой конструкции устанавливаются в самом обтюраторе. Инфракрасное излучение аналитических областей спектра определяемых компонентов, подаваемое от источника излучения и проходящее через линзу, поочередно выделяется соответствующими интерференционными фильтрами, установленными на вращающемся диске обтюратора. Этот диск вращается с шагом (углом поворота), равным каждому смонтированному в нем интерференционному фильтру. Кроме того, во вращающемся диске смонтирован «сравнительный» фильтр, которым ни один компонент отработавших газов не поглощается.
Рис. Функциональная схема газоанализатора «Автотест» (Россия): 1 — фотоприемник; 2 — проточная кювета; 3 — интерференционные фильтры; 4 — линза; 5 — источник излучения
В зависимости от концентрации определенного газа (углеводородов, диоксида и оксида углерода) на выходе пироэлектрического приемника формируются последовательные электрические импульсы, пропорциональные концентрации газа. Амплитуда сигналов дает информацию о концентрации определяемых компонентов отработавших газов. Анализ этих компонентов производится в режиме разделения (по очереди). Чем больше концентрация компонента в отработавших газах, тем меньше интенсивность излучения, принятая фотоприемником. Эта информация преобразуется и проходит статистическую обработку в микропроцессоре, а затем поступает на блок отображения информации.
Для исключения дополнительной погрешности от изменения температуры окружающего воздуха и анализируемого газа фотоприемник и кювета защищены теплоизоляционными оболочками и термостатируются системами стабилизации.
В современных многокомпонентных газоанализаторах типа «Автотест», «Инфакар М-1т.01UPEx» (Россия), MGT 5 фирмы МАХА (Германия) кроме измерения содержания оксида (ТО) и диоксида углерода (ТО2), углеводородов может определяться содержание кислорода (О2) и оксидов азота (NO), а также коэффициент избытка воздуха X. Однако молекулы газа с одинаковым количеством атомов не вызывают абсорбцию в инфракрасном диапазоне спектра, поэтому для измерения их концентрации метод инфракрасного излучения неприемлем.
Определение содержания NОж в газоанализаторах осуществляется химическим датчиком, посылающим электрический сигнал, который пропорционален содержанию измеряемых компонентов. Концентрация кислорода определяется электрохимическим методом. В датчике кислорода имеются измерительный и сравнительный электроды, находящиеся в электролите и отделенные от анализируемого газа полимерной мембраной. На измерительном электроде кислород, продиффундировавший через мембрану, электрохимически восстанавливается, и во внешней цепи возникает электрический ток, сила которого пропорциональна парциальному давлению кислорода в газе над мембраной.
Общая схема многокомпонентного газоанализатора показана на рисунке:
Рис. Схема многокомпонентного газоанализатора: 1 — зонд отбора проб отработавших газов; 2 — фильтры; 3 — отделитель конденсата; 4 — вход воздуха; 5 — фильтр с активированным углем; 6 — электромагнитный клапан; 7 — мембранный насос газа; 8 — мембранный насос конденсата; 9 — датчик давления; 10 — газоанализатор GA1 (измерительные камеры СО2, СО); 11 — газоанализатор GA2 (измерительная камера СН); 12 — датчик атмосферного давления; 13 — электрохимический датчик О2; 14 — химический датчик NО; 15 — выход газа; 16 — выход для слива конденсата
Измеряемые отработавшие газы отбираются из системы выпуска автомобиля с помощью зонда. Они закачиваются установленным в измерительном приборе мембранным насосом 7 и подаются через фильтр в отделитель конденсата. Здесь, прежде чем измеряемый газ очистится в следующем фильтре еще раз, отделяются грубые загрязнения и конденсат водяных паров. Второй мембранный насос (8) откачивает конденсат на выход для слива конденсата.
Сначала измеряемый газ проходит через газоанализатор GA1. Здесь определяется концентрация СО2 и СО. Затем газ направляется в газоанализатор GA2, который измеряет концентрацию СН. Прежде чем газ покинет измерительный прибор через выход 15, он проходит через датчики 13 и 14, которые измеряют содержание кислорода и оксида азота.
Когда происходит автоматическая установка прибора на «нуль» (так называемая «продувка»), вход измерительной камеры переключается электромагнитным клапаном 6, который установлен перед насосом, с отработавших газов на воздух.
Фильтр 5 с активированным углем защищает измерительный прибор от проникновения углеводородов, содержащихся в окружающем воздухе.
Датчик давления 9 служит для проверки плотности всего газового тракта. Второй датчик давления (12) регистрирует атмосферное давление, которое используется в расчетах.
Во многих странах нормируется коэффициент избытка воздуха X. Это безразмерная величина — отношение массы воздуха, поступающего в цилиндры двигателя при его работе, к массе воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания горючей смеси. Этот коэффициент рассчитывается микропроцессором газоанализатора.
В зависимости от комплектации анализатор может также производить:
Газоанализаторы могут выдавать информацию о проверяемых параметрах как непосредственно на переднюю панель прибора, так и на экран дисплея компьютера при комплексных проверках автомобилей. При использовании газоанализаторов на станциях гостехосмотра выходные значения измеряемых компонентов выводятся на экран дисплея и автоматически заносятся в диагностическую карту.
Рис. Экран дисплея с данными по составу отработавших газов бензинового двигателя
Газоанализатор может обмениваться данными с программным обеспечением диагностической линии и импортировать туда результаты измерений.
При определении концентрации токсичных компонентов отработавших газов необходимо определять частоту вращения коленчатого вала двигателя и температуру масла в его картере. В некоторых газоанализаторах, например MGT 5 фирмы МАХА, имеются разные способы считывания частоты вращения.
Заборное приспособление газоанализатора содержит гибкий зонд с зажимом для удерживания на срезе выхлопной трубы, предварительный фильтр и шланг достаточной длины для обеспечения доступа к выхлопной трубе.
В рукоятке зонда имеется заглушка, которая предназначена для закрытия зонда и применяется при периодическом контроле герметичности заборного приспособления.