Diagnostyka

– analiza spalin (3)

O prawidłowości przebiegu procesu spalania w tłokowym silniku spalinowym świadczy skład oraz koncentracja poszczególnych składników spalin. Miarą niedoskonałości tego procesu jest natomiast masowy lub objętościowy udział w wydalanych spalinach tych składników, których obecność świadczy o niezupełnym lub niecałkowitym spalaniu (CO, CH, C).

Metoda badania toksyczności spalin
Analiza spalin jest diagnostyczną metodą pomiarową (stosowaną w czasie badania silników o zapłonie iskrowym), która umożliwia dokładne określenie ilości poszczególnych składników spalin w wydalanych do otoczenia gazach spalinowych. Pomiar ten polega na ilościowym określeniu objętościowego udziału składników spalin w mieszaninie gazów spalinowych metodami opartymi na własnościach fizycznych lub chemicznych poszczególnych składników wchodzących w skład mieszanin gazowych. Objętościowy udział mierzonych składników spalin określa się w procentach (% obj., % vol.) lub w milionowych częściach całkowitej objętości gazów spalinowych (ppm obj., ppm vol.). Jednostka, w której mierzy się dany składnik spalin, zależy od poziomu jego stężenia w gazach spalinowych. Natomiast poziom stężenia poszczególnych składników spalin zależy od wielu czynników konstrukcyjnych oraz eksploatacyjnych silnika.
Metodą analizy spalin mierzy się następujące składniki spalin:
- tlenek węgla CO,
- dwutlenek węgla CO2,
- węglowodory CH,
- tlenki azotu NOx,
- tlen O2.



Rys.1. Charakterystyczne miejsca występowania nieszczelności w układzie wydechowym silnika o zapłonie iskrowym: 1 – kolektor wydechowy, 2 – przednia rura wydechowa, 3 – sonda lambda, 4 – katalizator, 5 – tłumik końcowy.

Między składem i natężeniem emisji gazów spalinowych oraz zmieniającymi się w procesie eksploatacji parametrami układów silnika i jego stanem technicznym istnieje ścisły związek wyrażający się zmianą składu spalin. Tak więc ilościowe określenie udziału poszczególnych składników spalin metodą analizy ich składu w gazach spalinowych silnika o zapłonie iskrowym podczas pracy w określonych warunkach pozwala ocenić:
- stopień toksyczności spalin,
- współczynnik składu mieszanki.

Stopień toksyczności spalin określony jest na podstawie pomiaru stężenia produktów niezupełnego spalania tlenku węgla CO i węglowodorów 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,
- w oparciu o pomiar stężenia węglowodorów ocenić ogólny stan techniczny silnika i wyregulować właściwie, zwłaszcza w częściowo zużytych silnikach gaźnikowych, odpowiedni poziom stężenia tlenku węgla w spalinach i zapobiec tym samym regulacji gaźnika na zbyt ubogą mieszankę (nadmierne zubożenie mieszanki powoduje wzrost stężenia CH).



Rys. 2. Pomiar prędkości obrotowej silnika o zapłonie iskrowym za pomocą sondy indukcyjnej wykorzystującej sygnał sterowania wtryskiwacza.

Współczynnik składu mieszanki paliwowo-powietrznej (l i AFR) określany jest na podstawie pomiaru stężenia dwóch: CO2 i CO, trzech: CO2, CO i CH lub czterech składników spalin: CO2, CO, CH i O2 metodą pośrednią na podstawie zależności matematycznych, uwzględniających mierzone stężenie wskazanej ilości składników spalin. Przyjęta w obecnie używanych przyrządach do analizy spalin metoda do określania składu mieszanki, w której zlicza się ilości CO2, CO, CH i O2, oparta jest na wzorach Brettschneidera lub Spindta. Charakteryzuje ją wysoka dokładność, ponieważ zapewnia ona takie same wyniki pomiarów przed i za katalizatorem spalin. Pomiar współczynników l i AFR w czasie pracy silnika na biegu jałowym i biegu luzem z tak dużą dokładnością pozwala sprawdzić charakterystykę pracy układu zasilania paliwem i ocenić funkcjonowanie zespołów regulujących skład mieszanki na biegu luzem w pełnym zakresie prędkości obrotowych.
W silnikach gaźnikowych można sprawdzić i ocenić działanie:
- poszczególnych urządzeń gaźnika: układu kompensacyjnego, urządzenia biegu jałowego, urządzenia wzbogacającego, pompki przyspieszającej, zaworu hamowania silnikiem;
- układu dolotowego: filtra powietrza, układu przewietrzania skrzyni korbowej.



Rys. 3. Przykładowe przebiegi tętnienia napięcia w instalacji elektrycznej pojazdu (źródło: Bosch): a – sygnał niezakłócony, b – sygnał zakłócony w niewielkim stopniu, umożliwiającym prawidłowy pomiar prędkości obrotowej silnika.

W silnikach z wtryskiem benzyny można sprawdzić i ocenić działanie układu sterowania składem mieszanki zarówno na biegu jałowym, jak i przy wyższych prędkościach obrotowych silnika na biegu luzem (bez obciążenia) oraz działanie sondy lambda i katalizatora spalin.
Głównym celem wykonywanej na stacjach i stanowiskach diagnostycznych analizy spalin jest:
- zmierzenie rzeczywistej wartości emisji toksycznych 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.

Warunki techniczne i przebieg analizy spalin
Analizę spalin w celach diagnostycznych wykonuje się na stojącym pojeździe z włączonym sprzęgłem i dźwignią zmiany biegów w położeniu neutralnym, podczas pracy silnika na biegu luzem. Urządzenie rozruchowe i wszystkie odbiorniki energii elektrycznej powinny być wyłączone, a hamulec postojowy włączony. W rurę wydechową badanego silnika wprowadza się sondę poboru spalin połączoną przewodem elastycznym z analizatorem spalin. Przed pomiarami analizator spalin musi być przygotowany do pracy zgodnie z wymaganiami jego instrukcji obsługi. Przyrząd i jego układy pomiarowe muszą być nagrzane do odpowiedniej temperatury, zapewniającej wymagane wartości stabilności wskazań, a ponadto muszą być cechowane i korygowane przed każdym pomiarem. Sprawdzeniu podlega również szczelność wszystkich połączeń między sondą poboru spalin i analizatorem. Istotne znaczenie mają również stan cieplny silnika i zagłębienie sondy w rurze wydechowej.
Zmiana stanu cieplnego silnika zmienia warunki tworzenia się i spalania mieszanki, co wpływa na wyniki pomiarów analizy spalin, dlatego pomiary należy prowadzić na silniku nagrzanym o ustalonym stanie cieplnym. Stopień nagrzania silnika ocenia się na podstawie temperatury cieczy chłodzącej lub oleju w układzie smarowania. Obecnie stosowane analizatory spalin wyposażone są w mierniki prędkości obrotowej oraz temperatury oleju silnikowego, które przed pomiarami należy podłączyć do silnika zgodnie z zaleceniami instrukcji obsługi.
Minimalna głębokość wprowadzania sondy do rury wydechowej, zapewniająca uzyskanie maksymalnych wskazań analizatora, zależy od prędkości obrotowej silnika n, przy której prowadzi się pomiary. Podczas badań wykonywanych w celu kontroli stanu i lokalizacji uszkodzeń silnika (szczególnie układu zasilania paliwem) powinna ona wynosić:
- 800 mm dla n = 650 obr./min,
- 650 mm dla n = 750 obr./min,
- 500 mm dla n = 1000 obr./min,
- 400 mm dla n = 1500 obr./min,
- 100 mm dla n = 2500 obr./ min.



Rys. 4. Przystawki do pomiaru prędkości obrotowej silnika na podstawie tętnienia napięcia w instalacji elektrycznej pojazdu: a – BDM 298 firmy Bosch, b – RPM VC2 firmy Maha.

W trakcie badań prowadzonych na stacji kontroli pojazdów sonda analizatora powinna być wprowadzona do rury wydechowej silnika na głębokość nie mniejszą niż:
- 300 mm dla silnika czterosuwowego,
- 750 mm dla silnika dwusuwowego.

Na wyniki badania składu spalin i dokładność pomiarów ma wpływ szereg czynników, których kontrola umożliwia prawidłowe wykonanie analizy spalin oraz bezbłędne wnioskowanie o stanie technicznym układu zasilania. Należą do nich:
- cechy konstrukcyjne i charakterystyka pracy układu zasilania,
- właściwy luz zaworowy oraz kąt wyprzedzenia zapłonu,
- temperatura oleju silnikowego,
- szczelność układów dolotowego i wylotowego,
- prędkość obrotowa silnika.

Cechy konstrukcyjne i charakterystyka pracy układu zasilania zależą od jego rodzaju: gaźnikowy czy wtryskowy, z katalizatorem czy bez katalizatora, z sondą lambda czy bez sondy, z sondą podgrzewaną czy bez podgrzewania itp. Dodatkowo należy uwzględnić dotychczasowy czas pracy tych urządzeń podczas eksploatacji samochodu. Katalizator i sonda lambda mogą skutecznie pracować tylko w określonym zakresie temperatur. Nowy katalizator uzyskuje wymaganą skuteczność pracy w temperaturze od 240°C do 270°C. Im większy przebieg ma samochód, tym wyższej temperatury wymagają katalizator i sonda lambda. Przykładowo, po przebiegu około 80 000 km wymagana temperatura początku pracy katalizatora wynosi od 330°C do 380°C. Z tego powodu dopuszczalne okresy prawidłowej pracy, mierzone przebiegiem wynoszą dla:
- sondy lambda nieogrzewanej: 80 000 km,
- sondy lambda ogrzewanej: 160 000 km,
- katalizatora: 80 000 km.



Rys. 5. Przystawka DiSpeed 492 służąca do pomiaru prędkości obrotowej silnika na podstawie przebiegu drgań bloku silnika (źródło: AVL DiTest).

Osiągnięcie przez silnik wymaganej dla przeprowadzenia kontroli składu spalin temperaturę pracy nie zawsze oznacza, że również katalizator uzyskał wymaganą temperaturę roboczą. W przypadku niedogrzania katalizatora zaleca się przed wjazdem na stanowisko diagnostyczne i przystąpieniem do wykonania analizy spalin przeprowadzić procedurę dogrzewania katalizatora, którą można wykonać w niżej opisany sposób:
- utrzymać przez około 2 min prędkość obrotową silnika między 2500 a 3000 obr./min,
- zdecydowanie nacisnąć na pedał przyspieszenia i zwiększyć prędkość obrotową do około 4000 obr./min, po czym zwolnić nacisk na pedał gazu, aż do uzyskania obrotów biegu jałowego; następnie powrócić do utrzymania stałej prędkości obrotowej z zakresu 2500 do 3000 obr./min,
- kilka razy powtórzyć wymienione wyżej czynności.

Nieprawidłowa wartość luzu zaworowego i kąta wyprzedzenia zapłonu zmienia warunki tworzenia i spalania mieszanki, co wpływa na wyniki pomiarów analizy spalin, dlatego przed wykonaniem pomiarów zaleca się sprawdzić i wyregulować luz zaworowy oraz kąt wyprzedzenia zapłonu.
Bardzo ważnym warunkiem wstępnym, którego należy przestrzegać podczas wykonywania analizy spalin, jest temperatura silnika. Obowiązujące wymagania określają, że silnik przygotowany do wykonania analizy spalin powinien mieć temperaturę oleju wynoszącą min. 70°C i temperaturę płynu chłodzącego silnik min. 80°C. Wymaganą minimalną temperaturę dla wykonania analizy spalin określa także instrukcja danego pojazdu. Temperaturę oleju silnikowego mierzy się specjalną sondą analizatora, wkładaną do miski olejowej w miejsce wskaźnika poziomu oleju. Jeżeli wyposażenie analizatora nie zawiera takiej sondy, to można zastępczo przyjąć, że temperatura płynu chłodzącego silnik jest prawidłowa, gdy włączył się wentylator chłodnicy. Uzyskanie przez silnik wymaganej temperatury pracy jest konieczne, aby proces spalania przebiegał prawidłowo. Wpływ temperatury silnika na wyniki pomiaru emisji zanieczyszczeń gazowych jest różny i zależy od rodzaju układu zasilania.
Warunkiem prawidłowego wykonania analizy spalin jest sprawdzenie kompletności i szczelności układu dolotowego (wraz z wszystkimi układami połączonymi z kolektorem dolotowym) oraz wydechowego. Nieszczelność układu wydechowego w istotny sposób wpływa na skład spalin. Im bliżej silnika występuje miejsce nieszczelności, tym jest większy jej wpływ na pracę silnika. Możliwe miejsca występowania nieszczelności w układzie wydechowym silnika (z katalizatorem i sondą l) przedstawiono na rys.1. Jeżeli nieszczelność występuje między silnikiem a sondą lambda (A), to spaliny są rozrzedzone zasysanym powietrzem, co obniża sprawność katalizatora w zakresie usuwania tlenków azotu NOx. Jednocześnie tlen, znajdujący się w zassanym przez spaliny powietrzu, powoduje wzbogacenie mieszanki zasilającej silnik, ponieważ dla sterownika większa ilość tlenu w spalinach oznacza spalanie mieszanki ubogiej oraz wynikającą stąd konieczność jej wzbogacenia. Jeżeli nieszczelność znajduje się między sondą lambda a katalizatorem (B), to dodatkowe powietrze spowoduje, że katalizator praktycznie przestanie usuwać tlenki azotu. Powietrze przedostające się przez nieszczelność między katalizatorem a końcówką rury wydechowej (C) rozcieńcza spaliny, co powoduje pozorne zmniejszenie zawartości składników toksycznych. Wzrost zawartości tlenu w spalinach spowoduje również zwiększenie wartości współczynnika składu mieszanki.



Rys. 6. Miernik MGT 300R do pomiaru temperatury oleju i prędkości obrotowej silnika (czujnik wibracyjny), zapewniający bezprzewodową komunikację (transmisja radiowa) z analizatorem spalin lub dymomierzem (źródło: Brain Bee).

Oprócz układu wydechowego, szczelne i kompletne powinny być także inne układy silnika, które wpływają na emisję zanieczyszczeń gazowych spalin. Poważnym źródłem emisji węglowodorów jest układ przewietrzania skrzyni korbowej. W przypadku jego niezdatności, tą drogą może przedostawać się do atmosfery od 20 do 50 proc. wszystkich węglowodorów emitowanych przez silnik. Szczelny i kompletny układ przewietrzania skrzyni korbowej umożliwia dopalenie węglowodorów przedostających się do skrzyni korbowej, które są bardzo toksyczne. Należy również sprawdzić, czy szczelny i kompletny jest układ pochłaniania par paliwa ze zbiornika w pojazdach z silnikiem o zapłonie iskrowym. Uniemożliwia to przenikanie par benzyny (węglowodorów) do otoczenia i zapewnia warunki do prawidłowej pracy katalizatora spalin (brak zakłóceń w pracy układu regulacji składu mieszanki).

Warunki techniczne analizy spalin dotyczą również prędkości obrotowych silnika wymaganych podczas przeprowadzania pomiaru zawartości składników spalin. Prędkość obrotowa biegu jałowego powinna być zgodna z zaleceniami producenta (dla współczesnych silników wynosi zwykle od 800 do 1000 obr./min). W przypadku braku danych należy przyjmować najniższą prędkość obrotową zapewniającą równomierną i stabilną pracę silnika. Za niska prędkość obrotowa biegu jałowego pogarsza warunki w jakich przebiega proces spalania i przyspiesza stygnięcie katalizatora. Natomiast za wysoka prędkość obrotowa biegu jałowego silnika na ogół umożliwia obniżenie zawartości składników toksycznych, ale powoduje wzrost zużycia paliwa.



Rys. 7. Uniwersalne przystawki do pomiaru prędkości obrotowej i temperatury silnika RC2 (a) i RC3 (b) firmy Texa.

Dlatego koniecznym wyposażeniem analizatora spalin jest miernik prędkości obrotowej silnika. Większość analizatorów spalin ma możliwość pomiaru prędkości obrotowej silnika za pomocą sondy indukcyjnej zakładanej na przewód wysokiego napięcia jednego z cylindrów. Sonda jest cewką indukcyjną z uzwojeniem nawiniętym na rdzeniu ferrytowym. Rdzeń ten (często w kształcie litery U) może być założony na przewód zapłonowy i po zamknięciu otwartego boku za pomocą ruchomego elementu ferrytowego, skupia pole magnetyczne w momencie przepływu prądu w układzie zapłonowym. Powoduje to wytworzenie impulsu elektrycznego w obwodzie cewki. Sygnał ten może być doprowadzony do odpowiedniego wejścia analizatora spalin. W przypadku, gdy rozwiązanie konstrukcyjne pojazdu uniemożliwia wykonanie pomiaru w podany sposób, należy stosować metody pomiarowe wykorzystujące:
- sygnały z sondy indukcyjnej zakładanej na przewód zasilający uzwojenie pierwotne cewki zapłonowej lub przewód sterujący wtryskiwacza elektromagnetycznego (rys. 2),
- sygnały zakłócające emitowane przez pracujący układ zapłonowy (tzw. przystawki radiowe),
- częstotliwość tętnienia napięcia w instalacji elektrycznej, z automatycznym określeniem przełożenia między silnikiem a alternatorem (rys. 3),
- przebieg drgań bloku silnika,
- sygnały z refleksyjnego czujnika optycznego,
- sygnały z istniejących indukcyjnych czujników prędkości obrotowej silnika.

Jednym ze sposobów pomiaru prędkości obrotowej jest wykorzystanie przystawki radiowej. Przystawka wyposażona jest w antenę odbierającą zakłócenia powstające w układzie zapłonowym silnika. Ilość impulsów jest proporcjonalna do prędkości obrotowej i liczby cylindrów silnika. Sygnał elektryczny po wzmocnieniu i przetworzeniu może być bezpośrednio wykorzystany do sterowania wejściem obrotów analizatora spalin. Z reguły przystawki tego typu wyposażone są w przełącznik do ustawiania liczby cylindrów. Inną metodę pomiaru zastosowano w przystawce BDM 298 firmy Bosch (rys. 4a), która umożliwia pomiar prędkości obrotowej silnika na podstawie cyklicznych zmian napięcia (tzw. tętnienia) w instalacji elektrycznej, o amplitudzie od 10 do 30 mV. Ten rodzaj czujników wymaga kalibracji, która obecnie jest wykonywana automatycznie. Polega ona na określeniu liczby tętnień napięcia w instalacji elektrycznej przypadającej na dwa obroty wału korbowego. Po przyłączeniu do instalacji elektrycznej samochodu można zmierzyć prędkość obrotową w zakresie od 600 do 6000 obr./min. Przystawkę należy podłączyć do instalacji elektrycznej bezpośrednio do akumulatora lub do zacisku B alternatora albo za pośrednictwem gniazda zapalniczki. W celu wzmocnienia tętnienia napięcia, należy włączyć odbiorniki energii elektrycznej w samochodzie. Gdy przystawka pomiarowa dla silnika pracującego na biegu jałowym określi liczbę tętnień przypadającą na dwa obroty wału korbowego oraz czas wykonania dwóch obrotów wału korbowego, to może zmierzyć każdą prędkość obrotową silnika. Przystawka BDM 298 samoczynnie określa liczbę cylindrów silnika. Firma Bosch ocenia, że tą metodą można zmierzyć prędkość obrotową silnika w około 80 proc. użytkowanych pojazdów. Podobne przystawki znajdują się także w ofercie innych producentów (np. AT 113 firmy Actia Atal). Niektóre z nich przed rozpoczęciem pomiaru wymagają ustawienia liczby cylindrów. Z kolei firma Maha wytwarza przystawkę RPM VC2 (rys. 4b), która pozwala mierzyć prędkość obrotową dwoma sposobami, tj. wykorzystując tętnienie napięcia w instalacji elektrycznej lub przebieg drgań silnika (za pomocą czujnika wibracyjnego). Tego typu mierniki prędkości obrotowej mogą być stosowane zarówno w silnikach o zapłonie iskrowym, jak i samoczynnym.



Rys. 8. Wymienny filtr węglowy (a) oraz wymienny filtr główny z separatorem wody (b) analizatora spalin MGT 5 (źródło: Maha).

Na rys. 5 przedstawiono przystawkę DiSpeed 492 firmy AVL DiTest, która do pomiaru prędkości obrotowej silnika wykorzystuje zjawisko cyklicznego powtarzania się przebiegu drgań bloku silnika. Umożliwia to określenie czasu wykonania dwóch obrotów wału korbowego, a więc pomiar każdej prędkości obrotowej. Sonda pomiarowa, mocowana magnesem do kadłuba silnika, rejestruje impulsy akustyczne towarzyszące pracy silnika, które są wykorzystywane do pomiaru prędkości obrotowej silników o zapłonie iskrowym i samoczynnym (od 400 do 8000 obr./min). Przystawka samoczynnie identyfikuje liczbę cylindrów silnika i dostarcza do wykorzystania trzy rodzaje sygnałów wyjściowych, zawierających informację o prędkości obrotowej: sygnał cyfrowy, sygnał symulujący wyładowanie iskrowe (dla sondy indukcyjnej) i sygnał symulujący działanie czujnika piezoelektrycznego (silniki o ZS). Przystawki z czujnikiem wibracyjnym oferują również inni wytwórcy, np. miernik MGT 300R firmy Brain Bee (rys. 6).

Pomiar prędkości obrotowej silnika można również wykonać refleksyjnym czujnikiem optycznym. Na dostępny, obracający się element silnika (koło pasowe wału korbowego, koło pasowe alternatora itp.) należy nakleić pasek odblaskowy. Czujnik optyczny wysyła strumień świetlny, którego odbicia od elementu odblaskowego są zliczane i na tej podstawie jest obliczana prędkość obrotowa. Ta metoda pomiaru prędkości obrotowej jest uniwersalna i może być wykorzystana w różnych rodzajach silników (ZI, ZS). Na rys. 7 przedstawiono uniwersalne przystawki do pomiaru prędkości obrotowej i temperatury silnika RC2 i RC3 firmy Texa. Wersja RC3 jest bezprzewodowa i może określać prędkość obrotową także na podstawie sygnału ze złącza diagnostycznego OBD. Jeżeli nie ma innej możliwości, to kontrola prędkości obrotowej silnika może być wykonana za pomocą obrotomierza montowanego w pojeździe. Do pomiarów stężenia poszczególnych składników spalin wykorzystuje się analizatory spalin, których budowa i zasada działania zależy od rodzaju mierzonego gazu i wymaganej przepisami ekologicznymi dokładności pomiaru. Liczba, zakres i rodzaj mierzonych w analizie parametrów zależy od typu zastosowanego analizatora, przy czym wszystkie mogą być w większym lub mniejszym zakresie wykorzystane dla celów diagnostycznych. Do diagnozowania oraz regulacji wtryskowego układu zasilania z katalizatorem, sterowanego sondą lambda powinno się wykorzystywać analizatory czteroskładnikowe, które mierzą stężenie CO, CO2, CH i O2. Na podstawie zmierzonych wartości stężeń w oparciu o obliczenia określają one również współczynniki l i AFR.

Diagnozowanie układu zasilania paliwem silnika o ZI metodą analizy spalin wymaga wykonania następujących czynności:
- Przygotowania analizatora spalin do pracy zgodnie z instrukcją obsługi (nagrzewanie przyrządu, kalibracja wskazań, sprawdzenie szczelności drogi gazowej).
- Podłączenia miernika prędkości obrotowej i temperatury oleju silnikowego.
- Uruchomienia silnika i sprawdzenia szczelności układu wydechowego.
- Nagrzania silnika do wymaganej temperatury pracy (temperatura oleju silnikowego lub cieczy chłodzącej).
- Włożenia sondy poboru spalin na wymaganą głębokość do rury wydechowej.
- Odczytania lub zarejestrowania wartości mierzonych parametrów analizy spalin (CO, CO2, CH, O2, l i AFR) i obserwowania ich zmiany:
- przy ustalonej prędkości obrotowej biegu jałowego nbj,
- przy ustalonej prędkości obrotowej biegu luzem w wybranym przedziale prędkości obrotowych silnika (2000÷3000 obr./min),
- podczas gwałtownego przyspieszania silnika od prędkości biegu jałowego do prędkości maksymalnej,
- podczas zmniejszania prędkości obrotowej od wartości maksymalnych do obrotów biegu jałowego.
- Dokonania oceny wyników pomiaru analizy spalin i ustalenia diagnozy w zakresie:
- ogólnego stanu układu zasilania paliwem (zdatny, niezdatny),
- sprawności działania gaźnika i jego urządzeń,
- regulacji stężenia tlenku węgla i węglowodorów na biegu jałowym,
- sprawności działania katalizatora i sondy lambda oraz układu wtryskowego benzyny.

W każdym analizatorze ważną rolę odgrywa układ poboru spalin. Składa się on z sondy poboru spalin, węża doprowadzającego spaliny do analizatora, odstojnika kondensatu i zespołu filtrującego (rys. 8) oraz pompy poboru spalin i pompy odprowadzającej skroplony kondensat. Analizator należy przygotować do pracy zgodnie z instrukcją obsługi. Duże znaczenie ma sprawdzenie szczelności układu poboru spalin. Podczas kontroli należy uszczelnić wlot sondy poboru spalin, odpompować powietrze do określonego poziomu podciśnienia i obserwować przez określony czas wartość tego podciśnienia. Nowsze typy przyrządów (klasy zerowej i pierwszej) w przypadku wykrycia nieszczelności drogi gazowej automatycznie uniemożliwiają prowadzenie pomiarów.

W wężu doprowadzającym spaliny oraz we wnętrzu analizatora osadzają się węglowodory, których obecność będzie miała wpływ na wyniki pomiarów. Aby do tego nie dopuścić, przyrząd przed każdym badaniem powinien wykonywać test pozostałości HC i wstrzymać pomiar, jeżeli nie uzyska się wymaganych warunków początkowych (wartość graniczna 20 ppm HC). Współczesne analizatory spalin automatycznie wykonują procedurę zerowania zarówno przed rozpoczęciem pracy przyrządu, jak i podczas pomiarów. Powietrze do zerowania zasysane jest przez filtr węglowy redukujący zanieczyszczenia. Każdy analizator spalin wyposażony jest w system filtracyjny, który zabezpiecza przyrząd przed uszkodzeniem. Użytkownik ma obowiązek przeprowadzać okresową wymianę lub czyszczenie wkładów filtra. Przyrząd powinien automatycznie sygnalizować ograniczenie przepływu spalin spowodowane zabrudzeniem filtra. W spalinach zawarta jest duża ilość skroplonej pary wodnej. Skroplona ciecz gromadzi się w odstojniku kondensatu i jest samoczynnie usuwana na zewnątrz.

Sondę poboru spalin należy bezpośrednio przed pomiarem włożyć do rury wydechowej na głębokość nie mniejszą niż: 30 cm (silniki czterosuwowe) lub 75 cm (silniki dwusuwowe). W przypadku nie spełnienia tego wymogu, pulsacje ciśnienia spalin występujące w końcówce rury wydechowej spowodują, że analizator będzie zasysał mieszaninę spalin z powietrzem, co daje analogiczny efekt jak nieszczelność układu wydechowego. Jeżeli konstrukcja tłumika uniemożliwia montaż sondy poboru spalin na wymaganej głębokości, to należy przedłużyć (tylko dla potrzeb pomiaru) końcówkę rury wydechowej przewodem gumowym szczelnie osadzonym na końcówce rury i zaciśniętym opaską. Sonda poboru spalin nie powinna być umieszczona zbyt głęboko, ponieważ gdy jej elastyczna końcówka znajdzie się w tłumiku końcowym, to może zassać zgromadzoną tam wodę. Jeśli jest używany wyciąg spalin, to jego końcówka powinna mieć otwór umożliwiający prawidłowe umiejscowienie w rurze wydechowej sondy poboru spalin. Niedopuszczalny jest taki sposób osadzenia sondy poboru spalin, który umożliwia zasysanie spalin razem z powietrzem.

W przypadku silników wyposażonych w pojedynczy układ wydechowy o więcej niż jednej końcówce końcowego tłumika lub podwójny układ wydechowy, należy w każdej z końcówek rur wydechowych wykonać oddzielny pomiar składu spalin i ocenić jego wyniki.

dr inż. Kazimierz Sitek