POLITECHNIKA ŚLĄSKA

KIERUNEK: TRANSPORT

SPECJALNOŚĆ: BUDOWA POJAZDÓW

LABORATORIUM Z OCHRONY ŚRODOWISKA

TEMAT: POMIAR TOKSYCZNOŚCI SPALIN

GRUPA T - 42

Krzysztof MALINA

1. Wstęp:

Do badania jakości spalin i na tej podstawie określania prawidłowości

przebiegu procesów spalania w silniku o zapłonie iskrowym służą analizatory spalin. Wykorzystywane są one również do pomiaru zawartości w spalinach substancji toksycznych, których dopuszczalne stężenie zostało określone w międzynarodowych przepisach. Analizatory działające według zasady po­równania przewodności cieplnej spalin, np. krajowe AST-75, AK-8300, umoż­liwiają jedynie ogólną kontrolę składu mieszanki na podstawie wagowego stosunku zassanego powietrza do pobranego paliwa. Ich wskazania, dotyczą­ce zarówno składu mieszanki, jak i zawartości CO w spalinach, należy traktować jako przybliżone. Przyrządy te nie spełniają wymagań nowoczesnej diagnostyki. Analizatory działające według zasady pochłaniania przez spaliny promieniowania podczerwonego pozwalają na szybkie i dokładne określenie stężenia w spalinach takich składników, jak: CO, CO₂, CH, NO_x.

W niektórych analizatorach dwuskładnikowych, po zmierzeniu stężeń CO i CO₂, następuje automatyczne obliczenie tzw. skorygowanej wartości CO. Gdy zmierzone stężenie tlenku węgla i skorygo­wana wartość CO nie pokrywają się, wskazuje to na istnienie nieszczelności w układzie wydechowym lub w przewodzie wlotowym analizatora. Należy wtedy, przed przystąpieniem do regulacji gaźnika, naprawić układ wydecho­wy (względnie wymienić wadliwy przewód analizatora) bądź, też prze­prowadzić regulację na podstawie skorygowanej wartości CO.

Analizatory ostatniej generacji - to analizatory czterogazowe, które mierzą oprócz CO, CO₂ i CH dodatkowo O₂ (tlen). Ponadto są przystosowane do pomiaru prędkości obrotowej silnika i temperatury oleju silnikowego oraz określają proporcje powietrze / paliwo w mieszance (tzw. współczynnik AFR) bądź współczynnik nadmiaru powietrza lambda λ (obliczany przez mikroprocesor analizatora według formuły Brettschneidera lub Spindta). Obecnie są również oferowane analizatory wieloskładnikowe, które pozwalają dodatkowo mierzyć stężenie NO_x (tlenków azotu), co umożliwia lepszą ocenę skuteczności działania katalizatora.

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej, stężenie tlenku węgla w spalinach nie może przekraczać:

- 0,5% CO i 100 ppm CH (przy prędkości 2000 ÷ 3000 obr/min - 0,3% CO i 100 ppm CH) - dla samochodów rejestrowanych po raz pierwszy po dniu 30.06.1995, a dla samochodów o poj. do 700 cm³ po dn 31.12.1996;

- 3,5% dla samochodów rejestrowanych po raz pierwszy do dnia 30.06.95, a dla samochodów z silnikiem o poj. do 700 cm³ do dnia 31.12.1996;

- 4,5 % dla samochodów rejestrowanych po raz pierwszy przed dniem 01.10.86 i dla motocykli rejestrowanych po raz pierwszy po dniu 01.10.86;

- 5,5% dla motocykli rejestrowanych po raz pierwszy przed dniem 01.10.86

- wartość λ musi się zawierać w przedziale 0,97 do 1,03

Pojazd	Warunki pomiaru	CO [%]	CO2 [%]	HC [ppm]	λ
I	bieg jałowy, silnik lekko rozgrzany	0,01	9,75	75	1,01
		n ≈ 2500[min^-1]	0,03	13,35	150	0,99
		Bieg jałowy, silnik rozgrzany	0,18	10,15	203	1,00
	II	Bieg jałowy, silnik lekko rozgrzany	0,55	4,10	180	0,96
		n ≈ 2500[min^-1]	0,17	11,25	91	1,00
		Bieg jałowy, silnik rozgrzany	0,38	3,18	127	0,96
	III	bieg jałowy, silnik lekko rozgrzany	0,00	9,1	69	1,01
		n ≈ 2500[min^-1]	0,02	14,4	61	1,00
		Bieg jałowy, silnik rozgrzany	0,00	8,2	61	1,01
	IV	bieg jałowy, silnik lekko rozgrzany	0,02	13,10	112	1,06
		n ≈ 2500[min^-1]	0,01	14,55	85	1,00
		Bieg jałowy, silnik rozgrzany	0,00	12,90	87	1,05
	V	bieg jałowy, silnik lekko rozgrzany
		n ≈ 2500[min^-1]
		Bieg jałowy, silnik rozgrzany
	VI	bieg jałowy, silnik lekko rozgrzany
		n ≈ 2500[min^-1]
		Bieg jałowy, silnik rozgrzany

• I - POLONEZ: V_ss = 1,4 [dm³], N = 76 [kW], przebieg: 84000 [km]

• II - FIAT 126p: V_ss = 0,65 [dm³], N = 17 [kW], przebieg: 8000 [km] (po remoncie)

• III - RENAULT MEGANE COUPE: V_ss = 1,6 [dm³], N = 66 [kW], przebieg: 28000 [km]

• IV - FIAT CINQUECENTO: V_ss = 0,9 [dm³], N =30 [kW], przebieg: 18000[km]

Pomiary stopnia zanieczyszczenia spalin przeprowadzono przy pomocy analizatora spalin, umożliwiającego pomiar : tlenku węgla (CO%), dwutlenku węgla (CO₂%), węglowodorów (HC ppm), współczynnika nadmiaru powietrz (λ).

Wnioski:

Badane pojazdy spełniają normy czystości spalin obowiązujące w Polsce. Najlepsze wyniki uzyskano w przypadku samochodu RENAULT MEGANE, zadowalające rezultaty otrzymano przy badaniu POLONEZA. Oba te pojazdy mają silniki wyposażone we wtrysk paliwa i katalizator spalin. Redukuje to znacznie zawartość związków szkodliwych w spalinach. Nieco gorsze wyniki prób posiadały samochody z silnikami wyposażonymi w gaźniki, co jest spowodowane mniej dokładnym dozowaniem paliwa w tych jednostkach napędowych.

---