Анализаторы отработавших газов дизелей (дымомеры)
Общие положения. Для дизельных двигателей, находящихся в эксплуатации, основным нормируемым параметром является дымность отработавших газов. В настоящее время дымность дизельных двигателей определяется с помощью анализаторов отработавших газов (дымомеров), работающих на использовании принципа определения поглощения света отработавшими газами. Основным измеряемым параметром дымности является натуральный показатель ослабления светового потока K (м −1), вспомогательным – коэффициент ослабления светового потока N (%).
Принцип измерения дымности отработавших газов в дымомерах основывается на том, что отработавший (дымовой) газ дизельного двигателя обладает определенной степенью черноты и в зависимости от ее интенсивности пропускает меньше света, чем воздух. Это свойство используется в приборе для измерения дымности отработавших газов посредством абсорбционной фотометрии.
Общая схема дымомера показана на рис. 1.22. Отработавшие газы поступают в измерительную камеру, вытянутую в длину. С одной стороны камеры расположен источник, с другой стороны – приемник света (фотодиод).
Рис. 1.22. Схема дымомера
Источник представляет собой светоизлучающий диод, который испускает свет с длиной волны 675 нм. Длина световой волны адаптирована под абсорбционную характеристику дымового газа. На противоположной стороне камеры фотодиод принимает поступающий свет. В зависимости от черноты дыма изменяется степень прохождения света, падающего на фотоэлемент. Для защиты стекол дымомера от осадков отработавших газов и удаления их после работы в дымомерах предусматривают продувку с помощью воздуха, который подается через специальный клапан.
|
|
|
Подобный принцип используется в дымомерах 3.010, 3.011 фирмы «Бош», ДО-1, ИД-1 (Беларусь), MDO2-LON (MАХА), КИД-2, «ГАРО», «Инфракар-Д» (Россия), которые имеют широкое распространение на диагностических станциях, и в большинстве дымомеров других фирм.
В целях уменьшения длины измерительной части дымомеров отдельные производители применяют зеркала. Примером может служить дымомер OFP 1600S (рис. 1.23). Дымомер имеет измерительную камеру длиной 182 мм. Оптическая часть, состоящая из устройства для отклонения потока отработавших газов, линзы и зеркала, увеличивающих расстояние в котором проходит свет в 2 раза, позволяет получить длину оптического измерения 364 мм.
Рис. 1.23. Принцип действия дымомера OFP 1600S (Франция):
1, 4 – зеркала; 2 – вентиляторы; 3 – линза; 5 – приемник; 6 – излучатель; 7 – подогреваемый корпус
Устройство и принцип действия дымомера ДО-1.Дымомер ДО-1 (Беларусь) (рис. 1.24) состоит из двух блоков: оптического детектора 6 и измерителя дымности 1. Детектор и измеритель соединяются между собой с помощью кабеля 8. Измеритель дымности подключается к сети переменного тока (220 В, 50 Гц) или к сети постоянного тока (12 либо 24 В).
|
|
|
Рис. 1.24. Общий вид дымомера ДО-1 (Беларусь):
1 – измеритель дымности; 2 – ручка; 3 – узел приемника; 4 – кронштейн; 5 – узел излучателя; 6 – оптический детектор; 7 – оправа; 8 –соединительный кабель
Оптический детектор представляет собой патрубок, имеющий прямоугольное сечение в рабочей зоне. Патрубок выполнен в виде литого корпуса, с противоположных торцевых сторон которого на одной оптической оси расположены узел излучателя 5 и узел приемника 3 с их оптическими элементами.
Принцип работы дымомера основан на методе просвечивания отработавших газов дизельного двигателя. Дымность измеряется сравнительным методом по эталонному уровню дымности, который определяется коэффициентом пропускания светофильтра. В качестве источника света используется единичный индикатор 1 (рис. 1.25) с длиной волны (675±5) нм.
Рис. 1.25. Принципиальная оптическая схема дымомера ДО-1:
1 – единичный индикатор; 2 – конденсатор; 3 – защитное стекло; 4 – диафрагма; 5 – заслонка; 6 – светофильтр; 7 – линза; 8 – фотодиод
|
|
|
Свет от источника (индикатора) 1 формируется конденсором 2 в параллельный пучок, проходит через поток отработавших газов, попадает на линзу 7, которая собирает прошедший поток на фотоприемник 8. В качестве фотоприемника используется фотодиод. По ходу луча перед линзой 7 устанавливают контрольный светофильтр 6 с коэффициентом пропускания 0,74 ± 0,05, который служит для контроля работы дымомера. Для защиты оптических элементов детектора устанавливают защитные стекла 3.
Оптический детектор служит для преобразования светового потока, проходящего через отработавшие газы, в электрические сигналы, а также для аэродинамического формирования потока отработавших газов с целью обеспечения постоянства фотометрической базы и эффективной защиты оптики.
Измеритель дымности (рис. 1.26) предназначен для пересчета электрического сигнала и приведения показаний индикатора дымности к стандартной фотометрической базе, равной 0,43 м, а также индикации температуры отработавших газов при достижении ими величины свыше 70° С.
Значение непрозрачности снимается по линейной шкале 4 в процентах.
Рис. 1.26. Измеритель дымности:
|
|
|
а – вид спереди (4 – ручка коррекции 0; 3 – ручка коррекции 100; 2 – тумблер «Сеть»; 1 – индикатор дымности); б – виз сзади (1 – разъем для подключения к сети; 2 – разъем для подключения к оптическому детектору; 3 – предохранитель)
При подготовке дымомера к работе необходимо с помощью кабеля соединить между собой оптический детектор и измеритель дымности. Затем подключить измеритель дымности к источнику тока. С помощью тумблера «Сеть» измеритель дымности включается в работу и прогревается.
На индикаторе дымности стрелка должна установиться около значения 0. В случае несоответствия показаний их следует откорректировать с помощью ручки коррекции. Для проверки готовности дымомера к работе необходимо проверить также соответствие показаний при полном перекрывании светового потока. В этом случае индикатор дымности должен показать 100%. Для проверки правильности показаний необходимо ввести в оптическую зону специальную заслонку, расположенную в оправе 2 (рис. 1.27). Для этого надо потянуть за ручку оправы до появления цифры 2 и характерного щелчка. Индикатор дымности должен показать 100%.
Рис. 1.27. Детектор оптический узла приемника:
1 – крышка; 2 – оправа заслонки; 3 – ползун; 4 – кронштейн; 5 – оправа конденсора; 6, 9 – винты; 7 – стакан приемника; 8 – планка; 10 – винт стопорный; 11 – выступ ползуна; 12, 13 – винты; 14 – корпус детектора
В случае несоответствия показаний необходимо откорректировать их с помощью ручки коррекции 2 (см. рис. 1.26).
Далее следует провести калибровку дымомера, для чего в оптический канал детектора надо ввести контрольный светофильтр, установленный в оправе 2 (рис. 1.27). Для введения светофильтра в зону необходимо опустить оправу до характерного щелчка. Индикатор дымности должен показать дымность N отработавших газов в процентах с отклонениями ± 2% от верхнего значения диапазона измерения. Величина дымности должна соответствовать коэффициенту поглощения контрольного светофильтра, указанному в паспорте.
Затем надо вывести светофильтр из оптического канала в исходное положение.
Измерения следует выполнять после загорания индикатора «Работа», указывающего на то, что температура отработавших газов превысила 70 °С.
Прибор для измерения дымности должен иметь две измерительные шкалы: основную – в абсолютных величинах поглощения света от 0 до ∞ (для приборов с цифровой индикацией верхний диапазон – не менее 10 м −1), вспомогательную – линейную с диапазоном измерения 0…100%.
Зависимость между показаниями основной и вспомогательной шкал вычисляют по формуле
, (1.4)
где K – натуральный показатель ослабления светового потока, м −1; L – эффективная база дымомера, м; N – коэффициент ослабления светового потока, %.
Для перевода показаний из К в N можно использовать зависимость, приведенную на рис. 1.28.
Рис. 1.28. Зависимость между показанием линейной шкалы N и натуральным показателем ослабления светового потока К
Устройство и принцип действия дымомера MDO2-LON. Анализатор отработавших газов дизельного двигателя MDO2-LON (Германия) является парциально‑поточным прибором для определения дымности отработавших газов с операционным обслуживанием и управлением от меню.
Дымомер состоит из измерительного блока и ручного пульта (терминала) управления с устройством печати данных. Он может не комплектоваться ручным пультом. В таком случае вся информация при проведении измерений выводится непосредственно на дисплей компьютера.
Общий вид дымомера MDO2-LON показан на рис. 1.29.
Рис. 1.29. Дымомер МDO2-LON (вид спереди):
1 – последовательный интерфейс RS232 для передачи данных (разъем для подключения компьютера); 2 – разъем для подсоединения датчиков частоты вращения коленчатого вала; 3 – разъем для подключения датчика температуры масла; 4 – плавкий предохранитель; 5 – оптическая индикация состояния прибора Вкл./Выкл.; 6 – разъем для подключения зонда; 7 – разъем для подключения соединительного кабеля базового прибора с ручным пультом; 8 – разъем для подключения кабеля электропитания от бортового напряжения сети автомобиля 12/24 В; 9 – выключатель питания; 10 – плавкий предохранитель; 11 – разъем для подключения кабеля электропитания напряжением 220 В
К передней части дымомера подсоединяются различные разъемы для подключения датчиков частоты вращения коленчатого вала двигателя, температуры масла, соединительных кабелей, зонда отбора проб отработавших газов. В нижней части дымомера имеются внутренние каналы для отвода воздуха и отверстия для установки калибровочного фильтра, наружные каналы для отвода воздуха и защитная диафрагма оптической части.
К дымомеру может присоединяться ручной пульт управления (рис. 1.30)
Рис. 1.30. Ручной пульт управления:
1 – разъем для подсоединения датчика температуры масла; 2 – разъем для подсоединения датчиков частоты вращения; 3 – встроенный принтер для распечатки документации с результатами измерения; 4 – клавиатура; 5 – разъем для подключения к базовому прибору
Панель управления ручного пульта представляет собой клавиатуру из пленочного материала и защищена от влияний окружающей среды. Кроме того, в ручной пульт встроен жидкокристаллический дисплей, который служит для индикации результатов измерения и выбора оператором различных программ.
Для регистрации температуры масла (температуры двигателя) к ручному пульту или измерительному блоку может быть подсоединен датчик температуры масла. Значение температуры масла считывается с дисплея по окончании цикла измерения и может быть указано в распечатке. Если температура масла двигателя определяется по указателю температуры на панели приборов, ввод температуры масла может осуществляться вручную.
Если при анализе отработавших газов используется датчик частоты вращения, то он должен быть закреплен в зависимости от типа и модификации на определенных участках двигателя или другого оборудования и подсоединен к соответствующему разъему.
В качестве стандартного датчика частоты вращения дизельного двигателя в дымомерах фирмы МАХА используется пьезодатчик. Такой датчик состоит из пьезоэлемента, который распознает пульсацию давления в трубопроводе высокого давления и преобразует ее в электрические сигналы.
Пьезодатчик необходимо устанавливать поблизости от топливного насоса высокого давления (ТНВД) или форсунки, поскольку именно здесь вибрации проявляются наиболее полно и пьезодатчик не контактирует с другими элементами конструкции. Устанавливать пьезодатчик следует только на прямых отрезках трубопровода, так как на изгибах может произойти его повреждение. Датчик не должен соприкасаться с соседними трубопроводами. Перед установкой следует измерить диаметр трубопровода для правильного выбора диаметра датчика (4,0; 4,5; 6,0; 6,35; 6,5; 7,0; 8,0 мм и т.д.).
Прежде чем установить датчик, следует тщательно очистить участок топливного трубопровода (около 5 см), на котором будет монтироваться датчик, от краски и грязи с помощью наждачной шкурки.
Установка пьезодатчика вблизи ТНВД или форсунки или клеммы для соединения с «массой» на очищенном топливном трубопроводе показана на рис. 1.31.
Рис. 1.31. Установка пьезодатчика и клеммы:
1 – клемма; 2 – трубопровод; 3 – винт; 4 – пьезодатчик
После установки необходимо затянуть зажим датчика вручную на 1/8 – 1/4 оборота винта до упора так, чтобы почувствовать сопротивление.
Кроме пьезодатчиков для измерения частоты вращения коленчатого вала могут применяться и другие датчики, например светового барьера, вибрации, тока зарядки, ротофон, специальные адаптеры для конкретных транспортных средств(см. их описание в п. 1.3.1).
При подготовке к работе необходимо подключить прибор к источнику напряжения питания. Для этого используется либо сетевой кабель на 220 В, либо дополнительный кабель для подсоединения к бортовой электрической сети транспортного средства напряжением 12/24 В. Вставить зонд для забора отработавших газов в разъем подключения зонда прибора и закрепить зонд на выхлопной трубе транспортного средства. Соединить ручной пульт и базовый прибор предусмотренным для этого соединительным кабелем или подключить прибор к компьютеру через разъем RS-232.
После проверки дымности отработавших газов данные контроля могут быть выведены на дисплей (рис. 1.32). Итоговый протокол может выводиться на печать и храниться в памяти компьютера в качестве базы данных диагностируемых автомобилей.
Рис. 1.32. Окончательные результаты контроля дымности отработавших газов
Техническое обслуживание дымомеров должно проводиться по мере засорения стекол или два раза в год. На приборе МDO2-LON имеется функция вывода на дисплей сообщения о том, когда должно быть проведено следующее мероприятие по техническому обслуживанию. Техническое обслуживание дымомера заключается в его очистке и калибровке.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 1696; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!