Befecskendezős Motorok Szervize - A kipufogó gázok vizsgálata
  


A kipufogó gázok vizsgálata

Ugye, ismerik: 

Mennyi? 
Hetven! 
Mi hetven?? 
Mi mennyi??? 

 

Kipufogógázt MÉRNI bárki tud, aki képes arra, hogy bekapcsolja a műszert, az autó hátsó része környékén valahogy felfedezze a kipufogó cső végét, abba bele tudja dugni a szondát, és le tudja olvasni a kijelzőn megjelenő értékeket. De vajon mennyi az annyi?? A mért értékeket ELEMEZNI, a műszer által mutatott értékeket korrekt módon értelmezni, abból az égési rendellenességek okaira helyesen következtetni - tapasztalataink szerint - még a gyakorló szerelők közül sem mindenki tud. Bárcsak tévednénk. 


 

A magyarországi autóállomány jelentős része 6 és 12 év közötti. 
Technikai megoldásait tekintve a Lancia Kappa 5 hengeres turbómotorja (175A300) jól modellezi az ilyen korú autókat. A benzinbefecskendező rendszert a Bosch szállította (Motronic M2.10.4) 
A szokásos lambda-szondán, katalizátoron és a tankszellőztetésen kívül nincs említésre méltó környezetvédelmi megoldása. 
Egy hibátlan műszaki állapotú ilyen felszereltségű motor üzemmeleg állapotban már nagyon jó emissziós értékeket tud produkálni. A CO értéke 0,00 és 0,20 tf% között tartható, a HC 100-120 ppm alatt. Egy apró hiba esetén ezek az értékek nagyon durva mértékben, nagyságrendekkel romolhatnak. 


Otto-motorok motordiagnosztikában a kipufogógáz-elemző alapműszernek számít. Egy igazán használható készüléknek az alábbi égéstermék komponenseket kell tudni mérni, ráadásul pontosan: 

CO, szénmonoxid, térfogat százalékban mérjük 

HC, szénhidrogén, ppm-ben mérjük, /parts per million/ 

CO2, széndioxid, térfogatszázalékban kerül kijelzésre 

O2, oxigén, szintén térfogatszázalékban mérhető 

Lambda-érték, ez nem mért, hanem számított érték. 


 

A kép bal oldalán egy hibátlanul működő motor kipufogógáz elemzésének jellemző eredményeit láthatjuk. A mért értékek mindegyike jó, a lambda érték: 0,999 egészen közel az ideális 1,00-hez. 
Jobb oldalt egy hibás lambda-szondával működő korszerű, viszonylag keveset futott motor rossz emissziós mutatói figyelhetők meg. Mivel a keverék "kiesett a lambda-ablakból", az egyébként jó katalizátor is gyakorlatilag hatástalan: a CO érték többszöröse a még elfogadhatónak. Ez a környezetnek és a pénztárcának egyaránt rossz hír. Az elégetlen szénhidrogének aránya szintén magas, többszöröse a hibátlan állapotban mérhetőnek. A benzinben dús keverék a lambda-értéken is jól követhető. 
A műszerrel mérhető még: a motor percenkénti fordulatszáma, a motorolaj hőmérséklete. 




Az elméletileg tökéletes égéshez szükséges levegő/benzin keverési arány: 14,7 : 1. Egy tökéletes motorban tehát 14,7 kg levegő és 1 kg benzin keverékének elégetésekor kipufogó végtermékként széndioxidot /CO2/ és vizet /H2O/ kapnánk. Ez az ún. sztöchiometrikus keverési arány, amelyről annyit érdemes még tudni, hogy értéke üzemanyag fajtától függően kismértékben változik. A "lambda érték" ilyenkor: 1,00, erről részletesebben később. 

 

"A motorban lezajló folyamatok azonban soha nem tekinthetők ideálisnak (ennek oka többek között az égési idő rövidsége ill. a keverék összetétele), ezért a hengerben mellékreakciók is lejátszódnak. Ennek eredményeképpen az Otto-motor kipufogógáz-összetétele a katalizátor előtti térben a következő arányok szerint alakul (az adatok állandósult üzemre vonatkozó közelítő értékek): 
- N2 (nitrogén) 78% 
- CO2 (szén-dioxid) 10% 
- H2O (vízgőz) 7% 
- O2 (oxigén) és nemesgázok 1% 
- H2 (hidrogén) 0,05% 
- CO (szén-monoxid) 3% 
- NOx (nitrogén-oxidok) 0,1% 
- SO2 (kén-dioxid) 0,01% 
- részecskék: 0,005% 
- HC (szénhidrogének) 0,03-0,04% " 




CO, szénmonoxid. Szagtalan, íztelen, nem látható gáz, kis mennyiségben belélegezve felszívódik, nagyobb mennyiségben akár halált okozó méreg. Üzemmeleg motornál katalizátor előtt mérve alapjáraton értéke 0,5-1,5 % körüli, 30 éves konstrukciókon 2-3% környéki. Katalizátor után - tehát kipufogócső végén - mérve jól működő rendszernél 0,00-0,30 tf% értékű. Ha ez az érték nagyon durván eltér az ideálistól /pl. 6-8%/ akkor elsősorban nem a katalizátor hibájára kell gondolnunk, hiszen kat. nélkül sem érhetne el ilyen magas értéket. Befecskendező rendszerünk működési rendellenessége az oka, pl. a benzin nyomásszabályzó vagy a hűtőfolyadék hőmérséklet érzékelő meghibásodott, a befecskendező szelep/ek/re a vezérlőegységtől menő vezeték valahol időszakosan letestel, stb. 

Ha 1-1,5 %-os értéket mérünk, már felmerülhet a gyanú a katalizátorral kapcsolatban. Ilyenkor célszerű a katalizátor előtt mért értéket /egyes típusokon eleve ki van alakítva a mérőhely/ összehasonlítani a kat. után mért CO tartalommal. Még egyszerűbb a lambdaszonda jelvezetékén mért feszültség kiértékelése. 

HC, szénhidrogén. A nem tökéletes égés miatt el nem égetett üzemanyag részecskék mennyiségét mérjük. Valamennyi elégetlen szénhidrogén mindig van a kipufogó gázban, hibátlan, korszerű motornál a 20-30 ppm körüli érték jónak számít. A HC emisszió mérése a motordiagnosztikában azért nagy lehetőség, mert égési rendellenesség esetén a ppm-ben mért érték nagyságrend/ek/kel megemelkedik. Az egyik hengerben a gyújtást megszüntetve a normál 200 helyett 4000 körüli értéket is mérhetünk, ami HÚSSZOROS növekedés. A 3-400 HC érték korábbi konstrukciókon elfogadhatónak minősíthető. Magas szénhidrogén kibocsátás okai lehetnek pl: gyújtás kimaradás, tömítettségi hibák, falls levegő, túl szegény keverék, túl dús keverék, elrakott vezérlés, sport vezértengely, kopott motor, stb. 

CO2, széndioxid. Tökéletesen működő motornál, katalizátor UTÁN az értéke valamivel 15 tf% fölötti. Ezen az értéken belül az a kedvező, ha minél több van jelen a kipufogó gázban. Alacsony CO2 szint esetén ismét csak tökéletlen égéssel számolhatunk, okait lásd feljebb. 


Itt álljunk meg egy pillanatra. Fontos, hogy tisztán értsük, mit jelent az autóhirdetések apró betűs megjegyzése egy adott modell széndioxid kibocsátásáról. Pár sorral ezelőtt azt taglaltuk, hogy a gázelemzés során minél magasabb CO2-szintet mérünk, annál jobb az égés minősége. Igen, ezt az értéket viszont térfogatszázalékban kapjuk, mennyiséget - tömeget - nem mérünk. Az, hogy egy modell kilométerenként egy szabványos teszt alatt hány gramm szén-dioxidot bocsájt ki, alapvetően konstrukciós kérdés, és leginkább a hengerűrtartalom függvénye. Ezért divatos fogalom manapság a tervezésben a méretcsökkentés - a downsizing. Természetesen mérhetünk egy 8 hengeres terepjárón kiváló károsanyag-kibocsátási értékeket, ha annak a katalizátora(i) megfelelően működnek, de nem szabad elfelejtenünk, hogy a kiáramló gáz kilométerre vetített összmennyisége egy "mezei" modellnek a többszöröse lehet. Ne keverjük össze tehát a minőséget a mennyiséggel!

 

O2, oxigén. Néhány tized tf% jelenlét nem okoz gondot. Amikor viszont jelentős mennyiségű /több %/ oxigént mérünk, az vagy keverékképzési hibára, vagy a kipufogó tömörzárási hibájára utal. 

NOx, nitrogénoxid. Robbanáskor (ez a megnevezés persze nem igazán korrekt, de így érti meg a szakemberek túlnyomó része is), 1000°C fok feletti hőmérsékleten keletkezik. Szénhidrogénnel vegyülve a fotokémiai szmog kialakulásáért felelős. Csökkentésére különféle műszaki megoldások kerültek alkalmazásra, pl. a kipufogógáz egy részének bizonyos üzemi körülmények közötti égéstérbe visszavezetésére az EGR szelepen keresztül. Szerviz körülmények között - általában - nem mérjük. 

 

Lambda érték /légviszony tényező/ 
A jobb gázelemzők már kijelzik a pillanatnyi lambda értéket. A lambda érték nem más, mint a valóságos keverési arány és a sztöchiometrikus /tökéletes égéshez elméletileg szükséges/ keverési arány hányadosa. Ideális esetben tehát a lambda érték = 1,00. Ebből adódóan az egynél kisebb értéknél benzinben dús, az egynél nagyobb értékeknél viszont benzinben szegény keverékről beszélünk. A mai korszerű benzinbefecskendező/ motorvezérlő szerkezetek egészen pontosan az ideális mezőben tartják a keverési arányt, ez az ún. lambda ablak. Ilyenkor az aktuális lambda érték mondjuk 0,97 és 1,03 között - tehát nagyon szűk határok között - ingadozik. Persze egy rendes gázfröccs ezt az állapotot pillanatok alatt átrendezi. 

Érdemes egy pillantást vetni az oldal két diagramjára. 
A lambda=1 értéknél alacsony értéket mutat a CO, HC, NOx is (katalizátor UTÁN!). 
Igaz ugyan, hogy a teljesítmény maximuma a dúsabb keverék tartományába esik, az is igaz, hogy a fogyasztási minimum a szegényebb keverék sajátja. 
A benzinben kissé szegény keverékkel üzemelő motor kipufogógázaiban viszont a NOx aránya igen erőteljes mértékben megnő, ami a környezetet súlyosan károsítja. Látható, hogy az elégetlen szénhidrogének aránya is nő. 
A dúsabb keverék sajátossága a megnövekedett CO és HC tartalom. 



 


Végül itt egy kis érdekesség egy szokatlan motordiagnosztikai eljárásról. Tudomásunk szerint sehol nem terjedt el igazán, valószínűleg idehaza is csak nagyon kevesen alkalmazzák. Az ötlet amerikai, az Autótechnika című hazai lap közölt egy cikket róla. Mivel a tengerentúliak a komplett technológiát nemkevés pénzért szállították volna, saját eljárást dolgoztunk ki. 

Mindenki által ismert jelenség, hogy a kipufogógázok kiáramlása a kipufogócső végén nem egyenletes, a gáz nyomása lüktet, pulzál. Ha ez így van, akkor ezt az állandó nyomásváltozást mérni lehet, ha mérni tudjuk, akkor már csak egy kis lépés kell hozzá, hogy megjelenítsük. Mint látható, a kipufogó cső végébe nyúló cső szabad végére egy érzékelő csatlakozik, ami méri, és villamos jellé alakítja át a kipufogógáz pulzálását. Ez egy szkóp egyik csatornáján megjeleníthető (jelen esetben kékkel), egy másik csatornán célszerűen az egyes henger gyújtás primerképét figyeljük. Erre csupán azért van szükség, mert nem csak annak a bizonyítása a feladat, hogy valamelyik henger rendellenesen működik, hanem tudni szeretnénk, melyik henger az. Így a rendetlenkedő henger beazonosítása megoldható. A monitoron kimerevítve a képet megfigyelhető: négyhengeres, hibás működésű motor vizsgálatáról készült, három egyforma, hibátlan ciklus után egy ezektől eltérő következik. 
 
A kapott eredmény értékelése rutint igénylő feladat. 

HOGY IS VAN EZ?

ESETLEÍRÁS

 
ELÉRHETŐSÉGEINK: 
 
BmS Motordiagnosztika - Befecskendezős Motorok Szervize 
 
2030 Érd, Rózsa u. 5. 
Tel.: 06-30-598-8006 
BmS
 
Előfordul, hogy túlterheltségünk miatt kénytelenek vagyunk a telefont átmenetileg kikapcsolni. Ilyen esetben a kapcsolatfelvétel legbiztosabb módja az email.
 
 
Email: info@injektor.hu
 
NYITVATARTÁS: 
Hétfőtől péntekig: 8-15 óráig. 
     
ÜGYFÉLFOGADÁS ELŐZETES IDŐPONTEGYEZTETÉS ALAPJÁN,
 
AUTÓ ÁTVÉTEL ÉS KIADÁS KIZÁRÓLAG NYITVATARTÁSI IDŐBEN!
 

Befecskendezős Motorok Szervize • 2030 Érd Rózsa u. 5. • 06-30-598-8006 • info@injektor.hu