Diagnostyka

Analiza składu spalin emitowanych przez silnik jest jednym z podstawowych testów decydującym o dopuszczeniu pojazdu do ruchu drogowego. Ma też istotne znaczenie diagnostyczne.

W spalinach silników pojazdów samochodowych znajduje się wiele różnych związków chemicznych w postaci gazowej, ciekłej i stałej. Są one bardzo zróżnicowane pod względem stężenia oraz toksykologicznym. Spośród wielu związków zawartych w spalinach obecnie tylko nieliczne podlegają kontroli zawartości podczas eksploatacji pojazdów. Są to między innymi tlenek węgla CO, dwutlenek węgla CO2, węglowodory CH, cząstki stałe PM (dotyczy silników wysokoprężnych). Niektóre analizatory spalin mogą także zmierzyć emisję tlenków azotu NOx. Analiza składu spalin emitowanych przez silnik jest jednym z podstawowych testów decydującym o dopuszczeniu pojazdu do ruchu drogowego. Ma też istotne znaczenie diagnostyczne. Przepisy wykonawcze obowiązujące w Polsce (rozporządzenie Ministra Infrastruktury dot. warunków technicznych pojazdów) określają dopuszczalny poziom stężenia CO i CH oraz współczynnika nadmiaru powietrza l. Wymagania dotyczące toksyczności spalin dla silników o zapłonie iskrowym zróżnicowano w zależności od rodzaju pojazdu i daty pierwszej rejestracji. W rozporządzeniu Ministra Infrastruktury dot. zakresu i sposobu przeprowadzania badań technicznych pojazdów uregulowano również sposób pomiaru emisji zanieczyszczeń gazowych podczas przeprowadzania badania technicznego pojazdu. Obecnie nie jest wymagany bezpośredni pomiar stężenia NOx, co byłoby dość kłopotliwe w stacji kontroli pojazdów bez użycia hamowni podwoziowej (tlenki azotu występują przede wszystkim w czasie pracy silnika pod obciążeniem). Z tego powodu wprowadzono obowiązek kontroli układu zasilania silnika przez pomiar współczynnika nadmiaru powietrza l. Jego wartość powinna wynosić 0,97÷1,03, co odpowiada stechiometrycznemu składowi mieszanki. Przy takim składzie w sprawnie działającym katalizatorze uzyskujemy optymalną konwersję jednocześnie CO, CH i NOx. Pośrednio uzyskujemy pewność, że zawartość NOx pozostanie na odpowiednio niskim poziomie.
Pierwszy pomiar wykonuje się dla silnika pracującego na biegu jałowym. W celach diagnostycznych wartość emisji porównuje się odpowiednio do wartości maksymalnych podawanych przez wytwórcę pojazdu, a jeżeli celem badania jest dopuszczenie do ruchu – z wymaganiami prawnymi. Po raz drugi kontrolę składu spalin wykonuje się podczas pracy silnika z prędkością obrotową od 2000 do 3000 min-1. Uzyskane wyniki nie mogą wówczas przekraczać wartości określonych w przepisach.

1. Wpływ składu mieszanki na skład spalin

Na przebieg procesu spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w silniku spalinowym mają wpływ czynniki konstrukcyjno-technologiczne (budowa komory spalania, stopień sprężania, ustawienie faz rozrządu) i eksploatacyjne, związane z użytkowaniem i obsługiwaniem silnika:
- skład oraz jednorodność mieszanki paliwowo-powietrznej,
- kąt wyprzedzenia zapłonu,
- ciśnienie i czas trwania wtrysku paliwa,
- warunki pracy silnika (obciążenie, stan cieplny, prędkość obrotowa),
- stan techniczny silnika.
Wszelkie zmiany tych czynników, wynikające na przykład ze zużycia eksploatacyjnego, zawsze oddziaływają na przebieg procesu spalania mieszanki. Decydują więc o jego ilościowym i jakościowym charakterze oraz o składzie i koncentracji składników toksycznych w spalinach. Można więc przyjąć, że skład spalin jest wskaźnikiem prawidłowości przebiegu procesu spalania, a zatem również stanu technicznego silnika, a zwłaszcza układów wpływających na przebieg tego procesu, to jest układu zasilania, układu zapłonowego, układu tłokowo-korbowego i układu rozrządu. Między parametrami charakteryzującymi spalaną mieszankę palną a parametrami produktów jej spalania (spalinami) istnieje ścisła współzależność. Jedną z takich cech mieszanek paliwowo-powietrznych jest skład mieszanki, rozumiany jako wzajemna proporcja mas paliwa i powietrza w niej zawartych. Wyraża się go współczynnikiem składu mieszanki (nadmiaru powietrza) l lub niemianowaną liczbą AFR, będącą ilorazem masy powietrza i masy paliwa. Skład mieszanki wywiera bezpośredni wpływ na skład spalin, a więc i na poziom emisji toksycznych składników spalin (rys. 1). W praktyce diagnostycznej wykorzystywane jest to do oceny stanu technicznego i regulacji elementów układu zasilania silnika. W tłokowych silnikach spalinowych o zapłonie iskrowym zupełne i całkowite spalanie mieszanki następuje przy jej stechiometrycznym składzie, gdy współczynnik l = 1 (na 1 kg benzyny przypada około 14,7 kg powietrza). Wtedy spaliny składają się przede wszystkim z pary wodnej, nietoksycznego dwutlenku węgla CO2 oraz pozostałego z powietrza azotu. Zależnie od warunków pracy silnika spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej wytworzonej przez gaźnik lub układ wtryskowy przebiega z pewnym nadmiarem powietrza (l >1), mieszankę określa się wtedy jako ubogą, lub jego niedomiarem (l <1), mówi się wówczas o mieszance bogatej. Zmiany składu mieszanki mogą odbywać się tylko w pewnych granicach określonych parametrami eksploatacyjnymi silnika (moc, moment obrotowy i zużycie paliwa) oraz dopuszczalną zawartością w spalinach substancji toksycznych.
W silnikach o zapłonie iskrowym stężenie w spalinach tlenku węgla CO osiąga wartości bliskie zeru dla mieszanek stechiometrycznych (patrz rys. 1) i utrzymuje minimum dla mieszanek ubogich (l >1). W tej grupie silników czynnikiem decydującym o poziomie emisji tlenku węgla jest skład mieszanki, zależny przede wszystkim od stanu technicznego i właściwej regulacji układu zasilania paliwem. Minimalne stężenie węglowodorów CH obserwuje się, gdy współczynnik nadmiaru powietrza osiąga wartość l = 1,10÷1,15. Stężenie węglowodorów dla innych składów mieszanki jest zawsze większe. Maksymalne stężenie w spalinach tlenków azotu NOx występuje przy zasilaniu silników mieszanką ekonomiczną (lek = 1,10÷1,15). W miarę zubożania mieszanki, mimo wzrastającej ilości tlenu w spalinach, emisja NOx maleje. Wynika to z decydującego wpływu temperatury spalania na przebieg procesu utleniania azotu i koncentrację tlenków azotu w spalinach. Silniki o zapłonie iskrowym zasilane mieszanką ekonomiczną lek, przy której zużywają minimalną ilość paliwa i osiągają najwyższą sprawność ogólną, emitują najmniejsze ilości tlenku węgla i węglowodorów oraz maksymalną ilość tlenków azotu. Przy zasilaniu mieszanką dynamiczną (ld = 0,8÷0,9) osiągają maksymalną moc przy stosunkowo dużej emisji produktów niezupełnego spalania, to jest tlenku węgla i węglowodorów. Dla potrzeb diagnostyki ilość składników spalin określa się przez podanie objętościowego udziału (stężenia) poszczególnych składników w mieszaninie gazów spalinowych. Wartość emisji CO, CO2 i O2 jest wyrażana ich procentowym udziałem w ogólnej objętości spalin (% obj., % vol.). Natomiast zawartość CH jest podawana w jednostkach ppm, to jest w milionowych częściach całkowitej objętości gazów spalinowych.

2. Metoda badania toksyczności spalin
Analiza spalin jest metodą pomiarową stosowaną w czasie badania silników o zapłonie iskrowym. Metoda ta umożliwia wystarczające dla potrzeb diagnostyki określenie ilości poszczególnych składników spalin wydalanych do otoczenia. Polega ona na ilościowym określeniu objętościowego udziału składników w mieszaninie gazów spalinowych (w % lub ppm) metodami opartymi na właściwościach chemicznych i fizycznych składników tworzących gazy spalinowe. Metodą analizy spalin oznacza się stężenie (udziały) w spalinach: tlenku węgla CO, dwutlenku węgla CO2, węglowodorów CH, tlenków azotu NOx i tlenu O2. Między składem i stężeniem emisji gazów spalinowych oraz parametrami układów silnika i jego stanem technicznym (zmieniającymi się podczas eksploatacji) istnieje ścisły związek, wyrażający się zmianą składu spalin. Tak więc ilościowe określenie udziału poszczególnych składników spalin metodą analizy ich stężenia w gazach spalinowych silników o zapłonie iskrowym pozwala określić stopień toksyczności spalin i skład mieszanki (l lub AFR). Skład mieszanki określa wzajemną proporcję mas paliwa i powietrza w niej zawartych. Wyraża się go współczynnikiem składu mieszanki l lub liczbą AFR, oznaczającą iloraz masy powietrza i masy paliwa.

Głównym celem analizy spalin wykonywanej na stacjach i stanowiskach diagnostycznych jest:
- zmierzenie rzeczywistej wartości emisji głównych składników spalin,
- sprawdzenie stanu technicznego układu zasilania paliwem,
- sprawdzenie funkcjonowania układu sterowania składem mieszanki,
- sprawdzenie funkcjonowania urządzeń ograniczających emisję toksycznych składników spalin,
- dokonanie regulacji pracy silnika na biegu jałowym.

Toksyczność spalin określana jest na podstawie pomiaru stężenia produktów niezupełnego spalania CO i CH, aby:
- w silnikach z elektronicznym wtryskiem benzyny i katalizatorem oraz sondą lambda umożliwić ocenę zdatności silnika i układu zasilania paliwem,
- w silnikach gaźnikowych oraz z wtryskiem paliwa w czasie pracy silnika na biegu jałowym sprawdzić i wyregulować poziom stężenia tlenku węgla w spalinach,
- na podstawie poziomu udziału węglowodorów ocenić ogólny stan techniczny silnika i odpowiednio wyregulować, zwłaszcza w częściowo zużytych silnikach gaźnikowych, poziom stężenia tlenku węgla w spalinach, aby zapobiec regulacji gaźnika na zbyt ubogą mieszankę (nadmiernemu wzrostowi stężenia węglowodorów).

Współczynnik składu mieszanki l (AFR) określany jest na podstawie pomiaru stężenia dwóch (CO, CO2), trzech (CO, CO2 i CH) lub czterech (CO, CO2, CH, O2) składników spalin metodą pośrednią z zależności matematycznych, uwzględniających mierzone stężenie wskazanej ilości składników spalin. W najnowszych, wieloskładnikowych analizatorach spalin skład mieszanki określa się ze wzoru Spindta lub Brettschneidera po zliczeniu ilości CO, CO2, CH i O2. Metoda ta jest bardzo dokładna. Pomiar współczynnika l (AFR) na biegu jałowym i biegu bez obciążenia (luzem) pozwala sprawdzić charakterystykę pracy układu zasilania paliwem i ocenić funkcjonowanie zespołów regulujących skład mieszanki podczas pracy bez obciążenia w pełnym zakresie prędkości obrotowych.
W silnikach gaźnikowych można sprawdzić i ocenić działanie:
- urządzeń dodatkowych gaźnika: biegu jałowego, układu kompensacyjnego, urządzenia wzbogacającego, pompki przyspieszającej;
- układu dolotowego: filtra powietrza, układu przewietrzania skrzyni korbowej.

W silnikach z wtryskiem benzyny można sprawdzić i ocenić działanie układu sterowania składem mieszanki na biegu jałowym i przy wyższych prędkościach obrotowych silnika podczas pracy bez obciążenia oraz działanie sondy lambda i katalizatora spalin.

3. Rodzaje i zasada działania analizatorów spalin
Względy techniczne (utrzymanie silnika w stanie zdatności), ekonomiczne (zmniejszenie zużycia paliwa) i ekologiczne (ograniczenie emisji szkodliwych składników) decydują o konieczności badania stężenia składników spalin pojazdów samochodowych znajdujących się w fazie użytkowania. Przyrządami przeznaczonymi do badania gazów spalinowych są analizatory spalin, umożliwiające pomiar jednego, dwóch lub kilku gazów (CO, CO2, CH, O2 i NOx).
Pierwsze analizatory spalin do celów diagnostycznych zastosowano w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku. Były to tak zwane analizatory składu mieszanki wyposażone w galwanometr. Analizatory spalin działające na zasadzie zmiany przewodnictwa cieplnego gazów, mierzące stosunek mas powietrza do paliwa (AFR) w zakresie 10¸16 kgpow/kgpal i przybliżoną zawartość tlenku węgla w procentach, zalicza się do kolejnych rozwiązań. Ze względu na niewielką dokładność pomiaru stężenia CO (±0,25¸0,50 %) przyrządy te mogą być stosowane jedynie do diagnozowania i regulacji gaźnikowego układu zasilania. Nie nadają się natomiast do diagnozowania wtryskowego układu zasilania z katalizatorem. Analizatory jednoskładnikowe, mierzące tylko zawartość tlenku węgla, są obecnie wycofywane z użycia. Zaleca się stosowanie przynajmniej analizatorów dwuskładnikowych, umożliwiających pomiar tlenku węgla i węglowodorów.
Postęp techniczny w zakresie budowy analizatorów spalin jest bardzo duży. W najnowszych przyrządach do badania składu spalin wykorzystano zdobycze elektroniki, ponieważ bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące toksyczności spalin powodują konieczność szybkiego i dokładnego sprawdzania ich składu i stężenia. Obowiązująca od lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku w większości krajów rozwiniętych sytuacja prawna ograniczająca emisję CO w spalinach spowodowała powstanie następnej serii analizatorów działających według zasady pochłaniania przez spaliny promieniowania podczerwonego. Przyrządy te pozwalają na szybkie i dokładne określenie stężenia w spalinach takich składników, jak: CO, CO2, CH. Najczęściej budowane były jako dwuskładnikowe umożliwiające pomiar stężenia CO i CO2 (np. polski analizator Al 8301) lub CO i CH (np. Oliver K 20). Zasadę działania tego typu analizatora przedstawiono na rys. 2. Polega ona na wykorzystaniu właściwości pochłaniania przez gazy promieniowania podczerwonego o określonej długości fali. Promienniki (1) wysyłają dwie równoległe wiązki promieniowania podczerwonego, z których jedna przechodzi przez komorę porównawczą (3), a druga przez komorę pomiarową (4). Komora porównawcza jest wypełniona gazem wzorcowym (np. azot lub argon), którego pochłanianie jest równe zero. Natomiast przez komorę pomiarową przepuszcza się gazy spalinowe, pobierane w sposób ciągły z rury wydechowej pojazdu. Ich składniki pochłaniają częściowo promieniowanie, w związku z czym wiązka ta ma mniejsze natężenie niż przechodząca przez komorę porównawczą. Wiązki promieniowania trafiają do detektora (5) wypełnionego badanym gazem (np. CO, CH) i przedzielonego w połowie kondensatorem przeponowym (8). Różnice absorpcji promieniowania podczerwonego w komorach (3 i 4) sprawiają, że inny jest stopień nagrzania - a więc i ciśnienie nad i pod przeponą (8). Spowoduje to ugięcie się przepony oraz odpowiednią zmianę pojemności kondensatora, którą przetwarza się na zmianę napięcia prądu. Układ pomiarowy jest wyposażony we wzmacniacz (6) i wskaźnik (7) wyskalowany w procentach stężenia odpowiedniego składnika gazów spalinowych. Ponieważ zmiany pojemności nie są duże, w celu ułatwienia pomiaru stosuje się modulację o małej częstotliwości, wywołaną przez wirującą tarczę (2) z otworami, napędzaną silniczkiem (9).

Znane są rozwiązania konstrukcyjne analizatorów spalin, które na podstawie zmierzonych zawartości CO i CO2 obliczają tak zwaną skorygowaną wartość CO. Jeżeli występuje różnica między zmierzonym stężeniem tlenku węgla i obliczoną skorygowaną jego zawartością, to świadczy to o nieszczelności układu wydechowego silnika lub przewodu wlotowego analizatora. Ewentualną regulację gaźnika można wtedy przeprowadzić na podstawie skorygowanej wartości CO.
Zastosowanie analizatorów do mierzenia dwóch i trzech gazów, działających według zasady absorpcji promieniowania podczerwonego, jest jednak ograniczone do badania spalin silników gaźnikowych i z wtryskiem benzyny bez katalizatora lub z katalizatorem nieregulowanym pojedynczego działania. Najnowsze analizatory spalin mogą mierzyć cztery gazy, oprócz CO, CO2 i CH dodatkowo tlen O2 (np. AG-4, AI 9600). Jednocześnie są przystosowane do pomiaru prędkości obrotowej silnika i temperatury oleju silnikowego oraz określają współczynnik nadmiaru powietrza l lub stosunek ilości powietrza do paliwa w mieszance (współczynnik AFR). Obecnie można również kupić analizatory wieloskładnikowe, które dodatkowo mierzą stężenie tlenków azotu NOx (np. Infralyt EL, DGA 1000), co pozwala na lepszą ocenę skuteczności działania katalizatora. Z powodu wysokiej ceny analizatory przystosowane do pomiaru stężenia NOx nie są jeszcze powszechnie stosowane na stacjach diagnostycznych. Zasadę działania analizatora do pomiaru czterech gazów przedstawiono na rys. 3. Spaliny z układu wydechowego silnika, po oczyszczeniu z wody w separatorze (9) oraz z zanieczyszczeń przez filtr (10), są doprowadzane do komory pomiarowej (2). Objętości gazów CO, CO2 i CH są mierzone na zasadzie pochłaniania promieni podczerwonych. Promiennik (1) wysyła wiązkę światła podczerwonego, która przechodzi przez spaliny w komorze pomiarowej. Każdy z badanych gazów pochłania inne długości fali promieniowania podczerwonego. Specjalne filtry (3), umieszczone po stronie odbiorczej bloku pomiarowego, odfiltrowują określone długości fal i każda z nich jest mierzona oddzielnym detektorem (4) lub pojedynczym czujnikiem optycznym. Proporcjonalnie do koncentracji gazu dociera do detektora mniejsza lub większa dawka wysyłanego promieniowania podczerwonego o określonej długości fali. Intensywność odbieranego promieniowania jest miarą stężenia danego gazu. Stężenie tlenu w spalinach mierzy się z wykorzystaniem elektroniki. Do tego celu stosuje się galwaniczną komorę pomiarową (8), w której przebiegają procesy chemiczne. W wyniku reakcji chemicznych powstaje sygnał elektryczny proporcjonalny do zawartości tlenu w spalinach. Do mikroprocesora (6) doprowadzane są sygnały z detektorów (4) i komory galwanicznej (8). Po odpowiednim opracowaniu wynik pomiaru pojawia się na wskaźniku (7). Za pomocą tego rodzaju analizatorów czteroskładnikowych można również obliczyć, na podstawie stężeń poszczególnych gazów, współczynnik nadmiaru powietrza l lub AFR. Współczynnik nadmiaru powietrza jest obliczany przez mikroprocesor analizatora spalin. Analizatory chemiluminescencyjne stosuje się do pomiaru zawartości tlenków azotu NOx w spalinach. Wykorzystują one zjawisko emisji promieniowania elektromagnetycznego towarzyszące reakcji tlenku azotu NO z ozonem O3. Do reaktora, przy bardzo małym ciśnieniu utrzymywanym przez pompę próżniowa, są doprowadzane spaliny oraz ozon z wytwornicy. W wyniku reakcji z tlenku azotu NO i ozonu O3 powstaje dwutlenek azotu NO2 oraz wytwarza się energia promieniowania proporcjonalna do jego stężenia. Energia ta zamieniana jest następnie na proporcjonalny sygnał elektryczny. Analizatory te mają własny układ próbkowania, który składa się z pompy, filtra optycznego, reaktora, generatora ozonu oraz komory luminescencyjnej z fotodetektorem. Nowe wersje analizatorów spalin są wyposażone w drukarki wewnętrzne rejestrujące wyniki pomiarów oraz mogą współpracować z zewnętrznym komputerem klasy PC (przez złącze RS 232), co pozwala na elektroniczne przetwarzanie i archiwizację danych (po zainstalowaniu odpowiedniego oprogramowania). Wykorzystuje się je nie tylko do badania składu spalin, ale również do oceny stanu technicznego układu zasilania i układu wydechowego silników spalinowych. Stacja diagnostyczna (obsługi) powinna być wyposażona przynajmniej w analizator do mierzenia dwóch gazów działający na zasadzie absorpcji promieniowania podczerwonego lub najlepiej w analizator do mierzenia kilku gazów. Analizatory te powinny wykonywać pomiary z dokładnością co najmniej: ±0,06 % dla CO, ±0,5 % dla CO2 i ±12 ppm dla CH - według wymagań OIML (Organisation International de Metrologie Legale). Natomiast stacje kontroli pojazdów, przeprowadzające okresowe badania techniczne, muszą być wyposażone w analizator czteroskładnikowy z odczytem współczynnika nadmiaru powietrza l. Analizatory spalin stanowiące wyposażenie stacji kontroli pojazdów powinny być poddane ocenie zgodności i posiadać deklarację zgodności oraz podlegają okresowej kontroli metrologicznej.

Analizatory spalin wyposażone są w niezbędne podzespoły, do których zaliczamy:
- układ doprowadzania spalin (sonda poboru spalin i pompa ssąca),
- układ przygotowania spalin (zespół filtrów i chłodnica spalin ze skraplaczem pary wodnej),
- główne ścieżki pomiarowe dla CO i CH,
- dodatkowe ścieżki pomiarowe dla CO2 i O2, które w połączeniu z głównymi ścieżkami pomiarowymi pozwalają na obliczenie współczynnika nadmiaru powietrza l, zgodnie z wzorami wynikającymi z teorii spalania. Stężenie CO, CH i CO2 mierzone jest metodą kontroli absorpcji promieniowania podczerwonego. Do pomiaru zawartości każdego z tych trzech składników wykorzystuje się oddzielną komorę. Na jednym jej końcu umieszczono źródło podczerwieni, a na drugim detektor. Sygnały z poszczególnych detektorów są następnie porównywane z sygnałem wzorcowym. Zawartość NOx i O2 określana jest za pomocą ogniw elektrochemicznych o stabilnej temperaturze utrzymywanej automatycznie. Uzupełniająca informacja o stężeniu CO2 pozwala również ocenić, czy pomiary nie są zafałszowane z powodu rozcieńczenia spalin (np. nieszczelny układ wydechowy, niewłaściwe zamontowana sonda poboru spalin, wyłączenie z pracy jednego lub więcej cylindrów). Korzysta się tutaj z faktu, że dla spalin nierozcieńczonych (stechiometrycznych) suma stężenia CO i CO2 wynosi około 15%. Mniejsza wartość wskazuje na rozcieńczenie spalin. Analizator umożliwia określenie skorygowanej (rzeczywistej) zawartości tlenku węgla. W przypadku dużej różnicy w koncentracji zmierzonej i skorygowanej zawartości CO, świadczącej o rozcieńczeniu spalin, należy przed badaniem zlokalizować i usunąć usterkę, gdyż pozostałe mierzone wielkości będą wówczas również zafałszowane. Współczesny analizator spalin umieszczony jest w prostopadłościennej obudowie. Na przednim panelu znajdują się elementy do sterowania pomiarem (przyciski) oraz umożliwiające odczyt mierzonego parametru (wyświetlacze). Na płycie tylnej umieszczono gniazda do podłączenia: napięcia zasilania, sondy poboru spalin, miernika temperatury oleju, sondy indukcyjnej umożliwiającej pomiar prędkości obrotowej silnika. Często są też instalowane gniazda przyłączeniowe dodatkowych urządzeń, na przykład komputera, modułu drukarki zewnętrznej, modułu dymomierza.

Na rysunkach od 4 do 9 pokazano przykładowo wieloskładnikowe analizatory spalin różnych firm. O nowoczesności analizatorów spalin decydują przede wszystkim następujące cechy:
- zastosowanie techniki mikroprocesorowej umożliwiającej automatyzację procesu pomiarowego,
- możliwość współpracy z centralną komputerową jednostką sterującą (np. linii diagnostycznej),
- duża dokładność pomiaru i rozdzielczość wskazań (spełnienie wymagań OIML kl.1),
- samoczynne zerowanie,
- obliczanie współczynnika nadmiaru powietrza l lub AFR na podstawie zmierzonych składników spalin,
- wyposażenie w dodatkowe sondy do pomiaru prędkości obrotowej silnika oraz temperatury oleju,
- łatwość obsługi i krótki czas nagrzewania do stanu gotowości do pracy,
- wyposażenie w drukarkę rejestrującą zmierzone parametry i dodatkowe dane (pojazdu, stacji kontroli itp.),
- dokładne filtrowanie spalin i samoczynne wytrącanie kondensatu.

Obecne wymagania dotyczące kontroli składu spalin w stacjach kontroli pojazdów zmuszają do stosowania precyzyjnych urządzeń pomiarowych. Stan techniczny podzespołów tych urządzeń wpływa na dokładność wyników pomiarów. Należy pamiętać o okresowej konserwacji analizatorów, czyszczeniu, wymianie filtrów, kalibracji oraz legalizacji. Dla analizatorów czteroskładnikowych istotny jest fakt, że ścieżki pomiarowe dla CO, CO2 i CH są wykonane w oparciu o bezobsługowe (poza okresową kalibracją) analizatory typu NDIR.

Natomiast pomiar stężenia O2 odbywa się za pomocą ogniwa elektrochemicznego o ograniczonej żywotności, które po dwóch latach należy wymienić. Dokładność pomiaru O2 ma bowiem duże znaczenie dla określenia wartości współczynnika l. Sprawne urządzenia pomiarowe gwarantują uzyskanie wiarygodnych wyników pomiarów podczas okresowych badań kontrolnych.

dr inż. Kazimierz Sitek