Выхлопные газы любого автомобиля, содержат о нем довольно обширную информацию. И узнать эту информацию можно различными путями. Научный подход распространён в совершенных лабораториях автомобильной промышленности или в современных и хорошо оснащённых мастерских автосервиса. А сложные и умные приборы, напичканные современной электроникой, способны определить состояние двигателя буквально по запаху. У скромного рядового водителя арсенал приборов очень скромен, а у большинства водителей нет ничего, даже древнего газоанализатора. Но всё же, если из выхлопной трубы валит дым как у паровоза, любой водитель поймёт, что что то не так. И каждая неисправность имеет в дыме свой цвет, который довольно легко можно определить на глаз.
Чёрный выхлоп свидетельствует о неполадках в системе питания. Ведь нормально сгорает только правильно приготовленная рабочая смесь. И если в ней преобладает топливо над воздухом, то выхлоп будет содержать недоокисленные частицы углерода, то есть сажу (нормальная горючая смесь состоит из 1 кг бензина и 15 кг воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания бензина). Чаще всего в такой неисправности виноваты забитые воздушные жиклеры, или негерметичный клапан поплавковой камеры, который увеличивает уровень бензина в поплавковой камере, и этим постоянно обогащает горючую смесь на всех режимах работы двигателя. Так же причиной переобогащения может быть забитый воздушный фильтр. Многие водители меняют его по предписанию завода, например через 10000 км. Но не многие учитывают то обстоятельство, что это предписание (особенно для иномарок) действует для чистых европейских дорог, которые часто моют специальными составами. Но если вы ездите по дорогам России или СНГ, то менять воздушный фильтр нужно уже не через 10000 тысяч км, а через 5000. А сельским водителям фильтр следует менять ещё чаще.
Белый выхлоп говорит об избытке влаги. Не многие знают, что вода, один из продуктов сгорания бензина. Когда двигатель не прогрет, пары пройдя длинный путь от камеры сгорания до концевой насадки выхлопной трубы, успевают сконденсироваться в туман. Так что если в холодное время у вас после запуска двигателя закапало из глушителя, не переживайте — это нормальное явление, и у вашей машины двигатель, а точнее его система питания, нормально настроена. А по мере прогрева двигателя и его глушителя, туманный конденсат перестаёт выпадать и выхлоп становится бесцветным, ведь водяной пар в отличие от тумана довольно прозрачен.
Если же после прогрева двигателя из выхлопной трубы валит белый дым, то дело плохо. Вероятнее всего, что прорвало прокладку между головкой цилиндров и блоком мотора. А если прокладка порвана, то цилиндр захлёбывается охлаждающей жидкостью и как насос гонит её в раскалённый выпускной коллектор. Результат этой неисправности хорошо виден, и выходит из выхлопной трубы в виде клубов белого дыма. И если вы разобрав двигатель, поменяли прокладку, а затем запустив мотор увидели ту же самую картину, то не спешите паниковать. Это само пройдёт постепенно, так как все шкеры и закоулки выпускной системы, буквально пропитаны охлаждающей жидкостью, и должно пройти некоторое время, что бы они высохли.
Голубой оттенок выхлопа . Такой цвет ему придают содержащиеся в выхлопных газах мельчайшие частицы масла. И если пробежавший не мало автомобиль начинает кушать масло литрами, то любому, даже начинающему водителю-чайнику становится ясно — капитальная переборка двигателя просто необходима. Но следует постоянно следить за уровнем масла, даже когда двигатель в полном порядке, а так же проверять не течёт ли масло снаружи. И если после стоянки машины ночью, вы не наблюдаете масляных пятен под двигателем, то с герметичностью сальников и прокладок двигателя вашей машины всё в порядке.
Если же мотор вашей машины покрылся слоем жирной грязи, то не пугайтесь. Серьёзной неисправности здесь нет, скорей всего вам нужно будет просто почистить систему вентиляции картера. Если она забита, то давление в картере постоянно увеличено и мотор от этого потеет маслом. Чистить систему следует примерно раз в 40 тысяч пробега. Иначе дойдёт до того, что масло погонит струёй, а нормальное и качественное масло стоит денег (о правильном выборе масла, советую почитать ). После чистки системы вентиляции (узнать где она, можно в мануале своего мотора), желательно отмыть двигатель, ведь чистый мотор хорошо охлаждается. Тем более, что с чистой и нормально работающей системой вентиляции картерных газов, ваш двигатель долго будет оставаться чистым.
А ещё, на изрядно пробежавшем автомобиле, моторное масло (а следовательно и ваши деньги) способно в прямом смысле вылетать в трубу. Это может увидеть любой водитель, в зеркале заднего вида изношенного автомобиля, когда надавит на педаль газа. И расчёт довольно прост — чем плотнее голубоватый выхлоп, тем больше денег потребуется на ремонт двигателя. А попытки залить масло погуще, а момент зажигания сделать попозже, ничего не дадут, кроме лишних телодвижений по капотом. Ведь лезть пот капот (и не на один час) вам или ремонтникам автосервиса всё равно придётся. И многие часто задаются вопросом: что менять кольца или сальники клапанов? Я скажу, что тут и гадать нечего — менять надо всё (хотя чаще конечно дело в изношенных кольцах, всё зависит от пробега машины). Кому предстоит ремонт двигателя, советую почитать , да и не помешает.
В разных режимах работы двигателя моторное масло попадает в цилиндры своими путями. Например при резком старте машины, сразу обе дроссельные заслонки карбюратора открываются и одновременно срабатывает экономайзер и ускорительный насос. Плотность заряда увеличивается и горючая смесь обогащается, и соответственно растёт давление в камерах сгорания. Но пока скорость поршней в цилиндрах сравнительно небольшая, то при изношенных кольцах раскалённые газы прорываются в картер двигателя. Далее захватив пары масла, по системе вентиляции картерных газов они возвращаются в карбюратор, а потом естественно всасываются опять в цилиндры мотора. Здесь уже горючая смесь горит вместе с маслом (как в двухтактных моторах, которые постоянно чадят) и результат мы наблюдаем на выходе из глушителя. И коль машина дымит голубоватым дымом при разгоне, то конечно в большинстве случаев виноваты изношенные кольца. И если водитель добился пробегом того, что на каждые 100 км пробега добавляет примерно 200 — 300 грамм масла, то виновником уже могут быть не только изношенные кольца, но и изношенные поршни.
Теперь рассмотрим ситуацию, которая определит, что причина перерасхода масла из-за сальников клапанов. Если мы тормозим двигателем, то дроссельные заслонки закрыты, а обороты ещё велики. И в результате этого, на такте впуска в цилиндре мотора максимальное разряжение. Масло из головки мотора через изношенный сальник (а может и через изношенную направляющую клапана и сам стержень клапана, всё зависит от пробега) засасывается в камеру сгорания и выходит через глушитель. Похожее происходит и на холостом ходу.
И последнее. Заменив кольца или маслосъёмные колпачки, вы несомненно устраните расход масла и дымление двигателя. Но этого можно добиться только если у вашего двигателя не очень большой пробег (у всех машин по разному). Но при более значительных пробегах, когда кроме сальников клапанов изношены ещё и сами направляющие и стержни клапанов, замена сальников ничего не даст. То же касается и поршневых колец. При значительных пробегах, когда изнашивается и поршень и цилиндр, естественно замена колец ничего полезного не принесёт.
Среднестатистического автолюбителя редко волнует, какого цвета дым идёт из выхлопной трубы его машины. Как правило, его внимание привлекают вещи посущественнее. Но внимательному наблюдателю цвет этого дыма может рассказать о многом. Главное, знать, куда смотреть.
Он может варьироваться. Зависит это как от типа автомобиля, так и от требований экологических стандартов, которые ужесточаются буквально с каждым годом. В результате то, что считалось вполне нормальным два года назад, может быть категорически неприемлемо сегодня. Тем не менее, существует набор базовых показателей, на которые опирается любой анализ выхлопных газов. Разберёмся с ними подробнее.
Когда топливо сгорает, образуется СО2 и вода. Это два продукта реакции окисления, которые получаются в идеальных условиях при полном сгорании топливной смеси. Но в двигателе идеальная реакция невозможна в принципе, так как процесс горения топлива там динамический. Он сопровождается резкими изменениями объёма (при движении поршней), изменениями давления и даже изменением теплопроводности самой горящей смеси. Из-за всего этого в выхлопах машин появляется масса посторонних веществ, главные из них - СН и СО.
Именно эти показатели отражаются на дисплеях большинства автомобильных газоанализаторов. Например, вот так на дисплее газоанализатора выглядит состав газов исправного инжекторного двигателя. Значения на дисплее нельзя назвать эталонными, но они находятся в пределах нормы:
А вот сводная таблица состава нормальных выхлопных газов для автомобилей с двигателями различных типов:
Если бензиновый или дизельный двигатель только-только разогревается, то белый дым - это нормально. Если быть точным, то это никакой не дым, а пар. Если он выходит из трубы, значит, уровень влажности в выхлопных трубах машины очень высок. Поскольку выхлопная система не прогрелась, влага начинает постепенно конденсироваться из воздуха, в результате чего и возникает видимый белый пар. После хорошего прогрева выхлопной системы он пропадает. Здесь обязательно следует упомянуть о температуре воздуха. Если температура на улице ниже 8°С, то пар из трубы будет идти, даже когда двигатель хорошо разогрет. А если на улице тридцатиградусный мороз, то пар будет идти, причём он будет очень густым и белым. Всё это не является признаком неисправности двигателя.
Но возможна и другая ситуация, когда из машины идёт именно дым, а не пар. Это случается из-за того, что в топливную систему машины каким-то образом попадает охлаждающая жидкость. Тогда появляется белый дым, а его цвет и плотность напрямую зависят от химического состава используемого антифриза, от температуры на улице и от времени суток, то есть от освещения. Понять, что это не пар, несложно: пар исчезает мгновенно, а дым после себя оставляет лёгкий туман. Есть две причины смешивания антифриза с топливом.
Если автовладелец заметил белый дым, продолжать ездить на машине нельзя. Если на корпусных деталях возникли усталостные трещины, они могут очень быстро увеличиться (это главная особенность механизма усталостного разрушения металлов). Кроме того, мотор при попадании в него антифриза начинает работать уже не на чистом топливе, а на особой эмульсии, в результате износ деталей мотора значительно ускоряется, и через пару сотен километров ему будет нужен капитальный ремонт. Для устранения проблем автомобиль придётся гнать в автосервис. Если прокладку под крышкой блока цилиндров автовладелец ещё может заменить самостоятельно, то поиск трещин в корпусных деталях - занятие безнадёжное, поскольку их редко удаётся увидеть невооружённым глазом. Без специального оборудования и квалифицированных специалистов здесь не обойтись.
Как правило, причина одна: в цилиндры попадает моторное масло. Двигатель при этом может быть как инжекторным, так и дизельным. Оттенки масляного дыма могут меняться - от серого до светло-синего. Распознать, что проблема именно в масле, несложно: надо просто измерить его расход и сравнить его с расходом до появления дыма. Картина при этом возможна такая: если на 100 км пробега расходуется примерно 0.5 литра масла, то синий дым заметен только после набора скорости. Если же расход масла превышает 1 литр на 100 км, то дым виден в любом режиме движения. Как масло попадает в камеры сгорания? Есть несколько вариантов.
Если кольца на поршнях изношены, это ведёт к снижению компрессии. При этом давление картерных газов, наоборот, повышается. Но здесь есть несколько нюансов.
Клапана в двигателе со временем изнашиваются. То же относится и к маслосъёмным колпачкам: их резина со временем утрачивает эластичность, начинает крошиться или расслаивается.
Все вышеуказанные проблемы решаются заменой колец, клапанов и колпачков. Всё это автовладелец вполне может сделать своими руками. Помощь специалиста может потребоваться лишь при замене клапанов. Дело в том, что новым клапанам требуется тщательная притирка. Это весьма кропотливая работа, так что помощь специалиста на этом этапе будет весьма кстати.
Дым из трубы серого цвета - это частный случай, связанный всё с тем же избытком масла.
Если дым из выхлопной трубы идёт чёрный, это означает только одно: в нём много сажи. Это, в свою очередь, говорит о том, что топливная смесь слишком обогащена, а, значит, возможны проблемы с зажиганием или с системой топливоподачи. Когда дым чернеет, расход горючего значительно увеличивается, двигатель тяжело заводится и работает крайне нестабильно. В некоторых случаях могут возникать провалы мощности. Вот список неполадок, приводящих к появлению чёрного дыма:
Заменить воздушные фильтры и почистить засорившуюся выхлопную систему автовладелец вполне может и самостоятельно. А для устранения других неполадок придётся привлекать специалистов, поскольку далеко не каждый автовладелец сможет грамотно настроить фазы газораспределения или отрегулировать клапанные зазоры.
Выхлопной дым может быть важным инструментом диагностики состояния автомобиля. Наибольшую проблему представляет чёрный дым, поскольку выявить истинную причину его появления удаётся не сразу. Помимо упомянутых в статье цветов, есть ещё масса оттенков выхлопного дыма, по которым опытный автомеханик может практически безошибочно определить проблему. Обычному автолюбителю такое, увы, не под силу. Тем не менее, даже знание трёх основных цветов дыма может существенно облегчить жизнь автомобилиста.
Дым, выделяющийся из выхлопной системы, должны быть бесцветным. В холодные дни первые километры пути, прежде чем из системы испарится вода, выхлопные газы могут быть окрашены в белый цвет. Во время интенсивного разгона дизельных легковых автомобилей без сажевого фильтра выхлопные газы приобретают темный окрас. Это нормально и не должно вызывать беспокойство. В свою очередь в машинах с фильтрами твердых частиц FAP/DPF белый дым может появляться во время сжигания частиц сажи. Тем не менее, если интенсивная окраска выхлопных газов наблюдается в течение длительного времени, это уже признак серьезной неисправности. Поврежденными могут быть такие компоненты, как турбокомпрессор, элементы системы впрыска, прокладка под головкой блока цилиндров или даже поршневые кольца. Что еще можно проверить, увидев из выхлопной трубы дым неестественного цвета?
Если автомобиль оставляет позади себя много белого дыма, то вполне вероятно, что повреждена прокладка головки блока цилиндров или даже сама головка. Выхлопные газы белые, потому что через трещину в головке/прокладке в цилиндры попадает охлаждающая жидкость. Чтобы убедиться в этом, не достаточно просто проверить уровень жидкости в бачке. Дефект подтверждается с помощью пробки-тестера, позволяющей определить герметичность системы и появление избыточного давления в системе во время движения. Только такие тесты гарантируют точность диагностирования.
Черный дым в первую очередь касается автомобилей с дизельным двигателем и свидетельствует о неполном сжигании топлива. Если это сопровождается падением мощности, то вероятно все дело в неисправных форсунках, которые вместо того, чтобы давать небольшую дозу топлива, льют слишком много и с неправильным давлением. В этом случае понадобится либо ремонт форсунок, либо замена их новыми. Ремонт, в зависимости от автомобиля, потребует от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов. Черный дым также может быть результатом непрофессионально выполненного чип-тюнинга или забитого воздушного фильтра.
Синий дым свидетельствует об избыточном количестве сжигаемого моторного масла. Источником такого явления, как правило, является турбокомпрессор (гонит масло во впускной коллектор). Но в тоже время синий выхлоп может быть вызван износом поршневых колец. А если, через непродолжительное время выхлоп снова становится нормальным, то, скорее всего речь идет о направляющих клапанов или их уплотнениях. Устранение таких дефектов часто требует комплексного ремонта турбокомпрессора (около 300 долларов) или капитального ремонта цилиндро-поршневой группы. В зависимости от автомобиля стоимость таких услуг доходит до нескольких тысяч долларов.
Конструкция автомобиля такова, что далеко не во все ответственные узлы можно «заглянуть». Корректность или отклонения от нормы в работе часто определяют по косвенным признакам. Среди таковых – «сердце» авто, двигатель. Его компоновка такова, что все основные, тепловые и механические, процессы происходят внутри «замкнутого» объема. Оценить их нормальность можно, в первую очередь, по состоянию свечей зажигания, рабочая часть которых вкручивается в камеры сгорания.
А еще – по выхлопным газам.
Без специальной лаборатории состав выхлопных газов определить сложно. А вот увидеть их цвет может каждый, кроме дальтоников. Именно цветовая раскраска выхлопа может поведать о многом и стать поводом для более тщательной диагностики. Нормальные выхлопные газы практически бесцветны: именно поэтому шлейф позади большинства машин практически незаметен. Если он неожиданно приобретает раскраску – это уже сигнал задуматься о том, а все ли в норме с силовым агрегатом. Чаще всего тревогу вызывают белый, черный или синий дым, валящий из выхлопной трубы.
Цвет выхлопных газов может весьма наглядно рассказать о состоянии двигателя или наличии неисправностей в автомобиле, поэтому запомните правила этой нехитрой диагностики!
В холодную погоду во время прогрева двигателя часто можно наблюдать белый дым из выхлопной трубы. В данном случае окраску выхлопным газам придает пар - это нормально и вовсе не является признаком неисправности. А вот если такой дым наблюдается при высокой температуре окружающего воздуха, лучше проверить двигатель на предмет попадания в цилиндры охлаждающей жидкости.
Синеватый цвет выхлопа говорит о попадании масла в камеру сгорания. Как правило, этому сопутствуют повышенный расход масла и снижение компрессии в цилиндрах. Среди причин могут быть потеря эластичности маслосъёмных колпачков, плохая работа системы вентиляции картера и закоксованность колец вследствие использования некачественного моторного масла.
Чёрный дым свидетельствует о проблемах со смесеобразованием. В современных автомобилях параметры смеси регулируются электроникой, поэтому чёрный цвет выхлопных газов говорит о неисправности датчиков или других компонентов топливной системы. Также появление чёрного дыма может быть связано с некачественным топливом.
Для того, чтобы поставить предварительный диагноз двигателю Вашего автомобиля, обратите внимание на его выхлоп. Если машина «задымила» - это явный признак ненормальной работы двигателя.
Карбюраторный двигатель
Черный дым является признаком наличия в отработанных газах несгоревшего топлива, что свидетельствует о неполном сгорании слишком богатой смеси. Наиболее частый виновник излишне обогащенной смеси - карбюратор. Не полностью открыта воздушная заслонка. Увеличенный уровень топлива в поплавковой камере. Засорен воздушный жиклер. Изношены калибровочные отверстия жиклеров. Установлены несоответствующие жиклеры. Неисправность ЭПХХ (постоянно открыт клапан системы холостого хода). Не работает одна или несколько свечей зажигания.
Белый дым свидетельствует о присутствии воды в горючей смеси. Вода в виде пара может появляться при сгорании топлива из-за повышенной влажности воздуха, накопления конденсата на стенках впускных трубопроводов, также вода (чистая или антифриз) может попадать из системы охлаждения, что является признаком неисправности. Попадание влаги в топливо. Пробита прокладка головки блока. Утечка воды из системы подогрева впускного коллектора или карбюратора (если такие существуют).
Сизый (синий) дым образуется при попадании масла в камеру сгорания. Определить износ деталей цилиндро-поршневой группы можно путем измерения компрессии. Если значение компрессии имеет требуемые числа, - значит, в повышенной дымности и расходе масла виновны уплотнители клапанов (направляющие втулки и резиновые манжеты). Залегли маслосъемные кольца. Износ или поломка маслосъемных колец. Износ седел клапанов и их направляющих. Потеря упругости резиновых манжет и колец в направляющих втулках и тарелках пружин клапанов. Износ деталей цилиндро-поршневой группы. Повышенный уровень масла в картере двигателя. Некачественное топливо с содержанием масла
Двигатель со впрыском
Чёрный дым, как и в карбюраторных двигателях, появляется при слишком обогащенной горючей смеси. Неисправность, как правило, говорит о выходе из строя какого-либо из датчиков или же блока управления системы впрыска. При наличии запасных датчиков желательно их поочередно заменить, а если и это не поможет, необходимо заменить и блок управления. Постоянно открыт инжектор холодного впуска (механическое зависание запорной иглы). Постоянно подается напряжение на инжектор холодного пуска. Постоянное небольшое напряжение на рабочих инжекторах («смещение»). Дефекты в блоке управления (слишком широкие импульсы управления).
Сизый (синий) и белый дым у бензиновых двигателей с впрыском вызван теми же причинами, что и у карбюраторных двигателей. Если двигатель оборудован турбонаддувом, а сизый дым появляется после его прогрева, то это связано с неисправностью турбины, как и у дизельных двигателей.
Автомобиль – не роскошь, а средство передвижения. Можно, глядя на премиум модели, относиться к данному высказыванию скептически. Можно – серьезно. Суть от этого не меняется. В отличие до драгоценного изделия (которое можно просто положить в шкатулку до лучших времен), машина – сложное техническое устройство, требующее постоянной диагностики и обслуживания.
Основные причины изменения цвета выхлопных газов
Любая «окраска» выхлопных газов – явление ненормальное. Черная, белая или синяя расцветка в сочетании с увеличением плотности выхлопа говорит о весьма вероятных проблемах с автомобилем, наиболее часто среди которых встречаются:
Независимо от неисправности цвет выхлопных газов изменяется по причине попадания в цилиндр посторонних веществ: тосола или масла. А также вследствие неполного сгорания избыточного топлива.
Бывают ситуации, когда дым является вторичным признаком неполадок. Так, например, утечка жидкости или иные неисправности системы охлаждения, естественно, ведут к перегреву мотора. А дым – естественное последствие разрушенных в результате термического воздействия поршневых колец, пропускающих масло в камеру сгорания.
Список проблем может быть, если не бесконечен, то весьма широк. Поэтому «сужение круга» ведут по цвету выхлопн6ого дыма. Такой подход более чем нормален: именно окраска бросается в глаза в первую очередь.
Белый дым
Наверное, чуть ли не у каждого начинающего автомобилиста замирало сердце от вида обильного густого облака белого цвета из выхлопной. И, не нужно ходить к гадалке, большинства таких наблюдений было в холодное время года. А дым на поверку оказывался вовсе не дымом, а облачком пара.
Все дело в конденсате, который скапливается в выхлопной системе. В первые минуты работы двигателя (прогрева) он активно выпаривается, вводя в сомнение вчерашних выпускников автошкол. Чем сильнее мороз, тем обильней белый пар. Причем, после «минус» 20 градусов он может приобрести сизоватый оттенок.
Полностью сбрасывать со счетов белый выхлоп нельзя. В некоторых случаях он – действительно дым (а не пар). Если облако не рассеивается при прогреве или на дворе теплое время года, белые выхлопные газы – нехорошее явление, которое может говорить о попадании охлаждающей жидкости в цилиндр из-за потери герметичности прокладки ГБЦ (или по другим причинам, плоть до трещин в головке или в блоке). Поскольку в составе охладителя есть вода, она в камере сгорания испаряется и «парит».
Различить пар и белый дым можно по двум параметрам:
В большинстве случаев белый дым является признаком перегрева мотора из-за некорректного охлаждения. Поэтому для «лечения» диагностика последней обязательна.
Черный дым
Как и в случае с белым выхлопом, черный дым может носить временный, некритичный, характер, а может являться признаком очень серьезных нарушений в работе силового агрегата.
Если наблюдается насыщенный черный выхлоп с маленькими частичками сажи, смесь излишне обогащенная: топливо в цилиндре сгорает не полностью и дожигается уже в глушителе. Причина – неправильно выставленное зажигание или проблемы с карбюратором или со свечами. Косвенные признаки – резко увеличившийся расход топлива, затрудненный запуск, потеря мощности или неустойчивая работа мотора.
Синий дым
Выхлопы синего (сизого) цвета являются наиболее тревожными. Они сигнализируют о том, что в цилиндре сжигается не только топливно-воздушная смесь, но и моторное масло. В зависимости от его количества дым может отличаться по цвету: от сизого или голубого до темно-синего, а также по плотности: от почти незаметного до чрезвычайно густого.
В исправном двигателе оно попасть в камеру сгорания попросту не может. «Пути» открывают только поломки. Наиболее распространенная причина – износ поршневых колец, которые становятся неспособными снимать масло со стенок цилиндра.
Другие варианты:
Бывает, что черный дым после прогрева исчезает. Это связано с тем, что при нагревании детали мотора расширяются и «щели» для масла «закупориваются». Однако, если поршневая группа уже отработала свой ресурс, картина меняется с точностью до наоборот: масло становится более текучим и проникает в малейшие зазоры.
Сверху масло в цилиндры может проникать сквозь изношенные стержни клапанов, направляющие втулки и маслосъемные колпачки.
Независимо от цвета и интенсивности дыма, данный симптом ни в коем случае нельзя оставлять без внимания. До более детальной, профессиональной, диагностики рекомендуется отказаться от дальнейших поездок: неисправности в системе охлаждения или смазки могут закончиться сложным и дорогостоящим капитальным ремонтом двигателя.
| Инженерные коммуникации | 34 | |
| Оборудование, инструменты, станки | 172 | |
| Прочее | 106 | |
| Строительство, реконструкция, ремонт | 212 | |
| Технические средства безопасности | 8 | |
| Управление строительством | 11 | |
| Энергоэффективные и экологические технологии | 8 |
В сознании многих прочно ассоциируется с определением токсичности выхлопных газов автомобиля. Это действительно так. Контроль токсичности - одна из основных функций газоанализатора, но не единственная. В этой статье мы расскажем, как можно использовать газоанализатор для диагностики бензиновых двигателей.
Устаревшее представление, что газоанализатор служит только для регулировки и контроля токсичности выхлопных газов, не позволяет многим автомеханикам-диагностам правильно оценить состояние двигателя и системы зажигания. Да и проблема экологии работников автосервиса часто мало волнует. Для опытного же диагноста газоанализатор служит своего рода "глазами", позволяя "заглянуть" внутрь камер сгорания работающего двигателя и определить, как идет процесс горения топливовоздушой смеси. Как врачу для постановки диагноза необходимы анализы пациента, так и мастеру нужны данные "анализа", чтобы выявить "болячки" двигателя, ведь состав выхлопных газов напрямую зависит от его состояния.
Эффективность работы двигателя в первую очередь определяется полнотой сгорания топлива. Она зависит от многих факторов:
Любое отклонение от нормы или несогласованность в работе систем двигателя приводит к снижению его эффективности и, как следствие, к изменению концентрации продуктов сгорания. Конструктивные недочеты, эксплуатационные отклонения параметров, нарушения регулировок - все это, так или иначе, отражается на составе "выхлопа". Попробуем разобраться, какую информацию можно извлечь из состава выхлопных газов.
Немного теории. Прежде всего, вспомним из школьного курса состав атмосферного воздуха, это потребуется для правильного понимания сути происходящего.
Азот ____________________________78%
Кислород ________________________20.95%
Аргон____________________________0.93%
Углекислый газ (СО2)______________0.03%
Остальные газы, в основном инертные, присутствуют в малых количествах и в нашем случае значения не имеют, как впрочем, и аргон. Цифры, очень близкие к приведенным, можно увидеть на табло газоанализатора, если включить его на "свежем воздухе".
Итак, в цилиндрах двигателя сгорает горючая смесь. Реакция окисления углеводородов топлива происходит по следующей схеме:
СН + О2 => СО2 + Н2О.
Состав смеси принято оценивать коэффициентом избытка воздуха "лямбда". Он представляет собой отношение реального количества воздуха, поступившего в цилиндры, к тому количеству, которое необходимо для полного сгорания поступившего в цилиндры топлива. Смеси, в которых количество воздуха совпадает с теоретически необходимым, называются стехиометрическими. Лямбда в этом случае равна 1. Если количество воздуха больше необходимого, то смесь принято называть бедной, и лямбда находится в диапазоне 1.0...1.3. Более бедная смесь перестает воспламеняться. Если же воздуха меньше необходимого, то смесь называют богатой. Такая смесь характеризуется значением лямбда 0.8...1.0.
Казалось бы, при сгорании стехиометрической смеси выхлопные газы должны состоять из углекислого газа СО2, водяного пара Н2О и азота N2. На деле не все так просто. Под действием высокой температуры в цилиндре двигателя азот и кислород вступают в реакцию, в результате которой образуются оксиды азота, в основном NО. Кроме того, в отработавших газах (ОГ) всегда содержатся углеводороды, обозначаемые обычно СН. Они представляют собой исходные или распавшиеся молекулы топлива, которые не принимали участия в сгорании. Часть СН выбрасывается в результате того, что на тактах впуска и сжатия горючей смеси пары топлива поглощаются масляной пленкой на стенках цилиндров. На такте выпуска происходит их выделение из пленки.
Кроме этого, в ОГ обязательно присутствует продукт неполного сгорания топлива - оксид углерода СО (угарный газ). И, конечно же, неизбежно остается не вступивший в реакцию кислород. Поэтому состав отработавших газов исправного инжекторного двигателя, не оборудованного катализатором, при смеси, близкой к стехиометрической, выглядит так:
Значения параметров близки к типичным, но далеко не эталонные. Если взглянуть на схему реакции, то становится вполне очевидным, что оптимальное сгорание горючей смеси характеризуется максимальным выделением углекислого газа СО2. Грубо говоря, чем качественнее сгорает топливо в двигателе, тем больше СО2 в составе ОГ, и это один из критериев, которыми можно воспользоваться при проверке и регулировке систем топливоподачи.
Как же извлечь из данных газоанализа необходимую информацию?
Прежде всего, нужно понять, что газоанализатор не укажет на неисправный датчик или пробитую свечу, но с его помощью можно определить направление поиска. Рассмотрим это на примерах.
Бедная смесь. Этот режим характеризуется низким содержанием СО, пониженным СО2, повышенным - кислорода и СН. Расчетный параметр лямбда окажется больше единицы. С первыми тремя параметрами все ясно, низкие значения СО и СО2 и повышенная концентрация кислорода образуются из-за нехватки топлива и (или) избытка воздуха. Возникает вопрос - почему имеет место повышенная концентрация СН? Все просто - бедные смеси хуже горят. Причины бедной смеси применительно к инжекторным двигателям - подсос воздуха во впускной тракт, низкое давление топлива, неверные показания датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), неверная регулировка топливоподачи. Искать конкретную причину необходимо уже с помощью других приборов (мотортестера, осциллографа, топливного манометра, тестера утечек). Бедную смесь нельзя путать со следующим дефектом.
Негерметичность системы выпуска.
Представим себе, что имеет место неплотное соединение или трещина. Что при этом происходит? Через неплотность подсасывается атмосферный воздух и, смешиваясь с отработавшими газами, изменяет их состав. У начинающих может возникнуть вопрос - почему воздух подсасывается, вроде бы должно быть наоборот. Дело в том, что перемещение газов в выхлопном тракте носит волновой характер, и зоны давления чередуются с зонами разрежения. Именно в зону разрежения и подсасывается воздух. А теперь вспомним состав атмосферы. Даже если подсос незначителен, то содержание О2 в ОГ увеличится достаточно сильно! Ведь в воздухе его почти 21%, а в ОГ около 1%. В то же время СО2 в воздухе мало, и количество этого газа в составе ОГ изменится не так значительно. То же можно сказать и про СО и СН. Итак, необходимо различать бедную смесь и подсос воздуха в выпускной тракт. Во втором случае имеет место неестественно высокие значения О2 и лямбда:
Достаточно низкое содержание СН говорит о том, что топливо сгорает хорошо, и СО вроде бы в норме, но очень много кислорода, и, соответственно, высокое значение лямбда. Снимок сделан на автомобиле, у которого преднамеренно был ослаблен хомут глушителя. Добавим еще, что подобный дефект с помощью двухкомпонентного газоанализатора обнаружить попросту невозможно. Некоторые могут вычислять корректированное значение СО. Дело в том, что концентрация СО может быть не только измерена, но и рассчитана, исходя из концентрации других компонентов выхлопных газов. При этом оба значения СО не должны значительно различаться. Расхождение же будет свидетельствовать о подсосе воздуха через неплотности в выпускной системе.
Богатая смесь. В этом случае газоанализатор покажет высокое содержание СО, повышенное СН, пониженное СО2, О2, и лямбда меньше единицы. Причин много - неверные показания ДМРВ (чаще всего), повышенное давление топлива, неверный сигнал датчика температуры (ДТОЖ). Говоря о повышенном содержании СН, следует понимать величину до 300..500 ррm, такое значение обычно сопровождает богатую смесь. Если же оно значительно выше, причем признаки богатой смеси могут и отсутствовать, то это уже проявление следующего дефекта.
Высокое содержание СН. Мы уже говорили о том, какими путями СН появляется в отработавших газах. Нормальное значение этого параметра - 50..200 ррm. Если на табло прибора мы видим СН, равный 300..400 и более, это повод искать причину, по которой бензин попросту не сгорает, другими словами, имеют место пропуски воспламенения. Не "пропуски искры", как иногда выражаются, а именно воспламенения. А вот причин этих пропусков много. Изношенные или неисправные свечи (см. рис.), высоковольтные провода, дефектный модуль или катушка зажигания, не отрегулированные клапаны, пониженная компрессия, неисправная (забитая) форсунка.
Это может проявляться как в одном, так и в нескольких цилиндрах. Еще одна причина повышенного содержания в ОГ паров топлива - неплотный или начинающий прогорать выпускной клапан. В этом случае на такте сжатия часть топливного заряда попросту выталкивается в выпускной тракт. Двигатель при этом может работать вполне нормально, и остальные параметры газоанализа будут в норме. Ниже приведен пример параметров выхлопа двигателя, имеющего дефектные свечи.
Все остальные системы заведомо в полном порядке. Проанализируем полученные данные. Повышенное содержание в ОГ паров топлива говорит о том, что последнее попросту не сгорает. Далее: СО понижено, и его значение позволяет сделать вывод, что причина не в богатой смеси. Высокое содержание кислорода вместе с высоким СН позволяет сделать предположение о пропусках. Закономерен вопрос - откуда кислород? Да из тех же цилиндров, которые при пропусках просто выплевывают атмосферный воздух, смешанный с бензином, не воспламеняя его. СО2 понижено, что тоже говорит о ненормальном сгорании. Ну а лямбда - прибор рассчитывает ее, исходя в том числе, и из содержания кислорода. Именно пропуски вспышек и наблюдаются в таком случае, и они хорошо слышны у среза выхлопной трубы.
Датчики кислорода и катализаторы.
То, что автомобиль оснащен ДК и катализатором, не избавляет, как ни странно, от применения газоанализатора. Кстати, именно появление катализатора дало немалый импульс развитию многокомпонентных приборов газоанализа. Двухкомпонентные газоанализаторы, как диагностические приборы, в этих условиях оказались малоэффективными. Они не давали полноценной информации о работе двигателя, так, как каталитические нейтрализаторы активно уменьшают именно концентрацию измеряемых ими продуктов сгорания СО и СН. Для замера состава ОГ при помощи двухкомпонентного газоанализатора ранее некоторые модели автомобилей снабжались специальным патрубком для отбора пробы газов до катализатора. С появлением четырехкомпонентных газоанализаторов необходимость в этом отпала. Такие газоанализаторы позволяют расчетным путем определить исходный состав топливной смеси даже для двигателей, выхлопная система которых оборудована катализатором. Помимо этого, они предоставляют диагносту несколько дополнительных параметров, анализ которых позволяет глубже понять характер процессов, происходящих в двигателе. Полноценная диагностика включает в себя проверку правильного функционирования системы управления двигателем, даже если последняя не предоставляет возможности что-то отрегулировать. Итак, автомобиль, оборудованный датчиком кислорода и катализатором. Вставляем зонд прибора в выхлопную трубу, ждем. Если все в порядке, будет что-то похожее:
Что мы видим? Что катализатор свое дело знает, полноценно "дожигая" ОГ до гораздо более безобидного состояния. СО - внизу предела измерения, совсем мало СН. Зато значение СО2 близко к максимальному, и очень мало кислорода, ибо весь ушел на превращение СО и СН в безвредные СО2 и Н2О. Ну и лямбда почти в идеале. При проведении таких замеров важно, чтобы двигатель был полностью прогрет, а система управления работала в режиме замкнутой петли обратной связи по датчику кислорода. Кстати, оценить эффективность катализатора можно по скорости его прогрева, наблюдая изменение концентраций компонентов ОГ после запуска двигателя. Двигателю и катализатору перед этим необходимо дать остыть в течение 30–40 мин.
Приведем еще пример. Ниже приведен состав ОГ двигателя с полностью неработающей форсункой (бывает и такое). Полная дисгармония, огромное содержание кислорода и отсюда запредельная лямбда. Естественно, при работе на такой смеси некоторое время система управления пытается корректировать смесь, но безрезультатно. Прописывается ошибка по датчику кислорода, система управления переходит в аварийный режим работы с разомкнутой петлей по ДК.
Естественно, рассмотренные примеры охватывают далеко не полный перечень возможных ситуаций. Иногда один двигатель содержит кучу разных "болячек", и выявить дефект с первого взгляда на табло газоанализатора не удается. В любом случае, нужно подходить к поиску дефекта творчески, газоанализатор - только помощник вашему опыту и интуиции.
Напоследок несколько нетривиальных способов использования газоанализатора:
