Анализатор выхлопных газов

Анализатор выхлопных газов или анализатор угарного газа (CO) — это прибор для измерения содержания угарного газа среди других газов в выхлопных газах, вызванного неправильным сгоранием. Измерение лямбда-коэффициента является наиболее распространенным.

Принципы, используемые для датчиков CO (и других типов газа), - это инфракрасные датчики газа и химические датчики газа. Датчики угарного газа используются для оценки количества CO во время испытаний Министерства транспорта . ^{[ 1 ]} Для того чтобы его можно было использовать для такого испытания, оно должно быть одобрено как пригодное для использования в схеме. В Великобритании список приемлемых анализаторов выхлопных газов для использования в рамках ТО доступен на веб-сайте Агентства по стандартизации водителей и транспортных средств . ^{[ 2 ]}

Измерение коэффициента лямбда

Присутствие кислорода в выхлопных газах указывает на то, что сгорание смеси было несовершенным, что привело к образованию загрязняющих газов. Таким образом, измерение доли кислорода в выхлопных газах этих двигателей позволяет отслеживать и измерять эти выбросы. Это измерение выполняется при ТО посредством измерения лямбда-коэффициента.

Коэффициент лямбда (λ) получается из соотношения воздуха и бензина, участвующих в сгорании смеси. Это мера эффективности бензинового двигателя путем измерения процентного содержания кислорода в выхлопных газах.

При работе бензиновых двигателей на стехиометрической смеси 14,7:1 значение лямбды (λ) равно «1».

Пропорция смешивания = вес топлива / вес воздуха.

- Выражается массовым соотношением: 14,7 кг воздуха на 1 кг. топлива.

- Выражается в объемном соотношении: 10 000 литров воздуха на 1 литр топлива.

При таком соотношении теоретически достигается полное сгорание бензина, а выбросы парниковых газов будут минимальными. Коэффициент определяется как лямбда-коэффициент

Если лямбда > 1 = бедная смесь, избыток воздуха. Если лямбда < 1 = богатая смесь, избыток бензина.

Бедная смесь содержит избыток кислорода. Излишек кислорода вступит в реакцию с азотом с образованием ( оксидов азота ), если температура будет достаточно высокой (около 1600 ° C) в течение достаточного времени, чтобы это можно было сделать.
Богатая смесь содержит дефицит кислорода. Это делает невозможным полное сгорание всего топлива до углекислого газа и водяного пара. Следовательно, некоторая часть топлива останется в виде углеводорода или будет реагировать только с окисью углерода (CO). Концентрация угарного газа в выхлопных газах тесно связана и почти пропорциональна соотношению воздух-топливо в богатых регионах. Поэтому он имеет большое значение при настройке двигателя.
Выбросы углекислого газа теоретически прямо пропорциональны расходу топлива при заданном и постоянном соотношении воздух-топливо. Меньше углекислого газа будет выделяться на литр топлива, если λ < 1, поскольку часть топлива не сможет полностью сгореть.

Типы датчиков

Химические датчики CO

Химические датчики газа CO с чувствительными слоями на основе полимера или гетерополисилоксана имеют главное преимущество - очень низкое энергопотребление и могут быть уменьшены в размерах для соответствия системам на основе микроэлектроники. С другой стороны, краткосрочные и долгосрочные эффекты дрейфа, а также довольно низкий общий срок службы являются основными препятствиями по сравнению с принципом измерения недисперсионного инфракрасного датчика . ^{[ 3 ]}
Другой метод ( закон Генри ) также можно использовать для измерения количества растворенного CO в жидкости, если количество посторонних газов незначительно.

Недисперсионные инфракрасные датчики CO

Недисперсионные инфракрасные датчики представляют собой спектроскопические датчики для обнаружения CO в газовой среде по его характерному поглощению. Ключевыми компонентами являются источник инфракрасного излучения , световая трубка, интерференционный (длинноволновой) фильтр и инфракрасный детектор. Газ накачивается или диффундирует в световую трубку, а электроника измеряет поглощение характерной длины волны света. Датчики чаще всего используются для измерения угарного газа. ^{[ 4 ]} Лучшие из них имеют чувствительность 20–50 PPM . ^{[ 4 ]}

Большинство датчиков CO полностью откалиброваны перед отправкой с завода. Со временем нулевую точку датчика необходимо калибровать для поддержания долгосрочной стабильности датчика. ^{[ 5 ]} Новые разработки включают использование микроэлектромеханических систем для снижения стоимости этого датчика и создания устройств меньшего размера. Типичные датчики стоят в диапазоне от 100 до 1000 долларов США.

Кембриджский индикатор

Кембриджский индикатор смеси, используемый на старых самолетах, отображал соотношение воздух-топливо путем измерения теплопроводности выхлопных газов. Его изготовила компания Cambridge Instrument Company . ^{[ 6 ]} Это устройство устанавливалось на самолеты 1930-х годов, в том числе на самолет Lockheed Model 10 Electra, летала на котором Амелия Эрхарт в свой последний полет.

См. также

Датчик АФР
Датчик кислорода
Автомеханик
Авторемонтная мастерская
Автомобильная рампа , средство доступа к нижней части автомобиля.
Тюнинг двигателя
Итальянский тюнинг
Машиностроение
Сервис (автомобиль)

Ссылки

^ http://www.cryptontechnology.com/files/290_295%20gas%20analysers%20manual.pdf ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ «Испытательное оборудование, одобренное Центром ТО» . Агентство Великобритании по стандартам водителей и транспортных средств . Проверено 9 мая 2019 г.
^ Надежные датчики CO на основе полимеров на основе кремния на кварцевых преобразователях микровесов, Р. Чжоу, С. Вайхингер, К. Э. Гекелер и В. Гепель, Conf.Proc.Eurosensors VII, Будапешт (H) (1993); Датчики и исполнительные механизмы Б, 18–19, 1994, 415–420.
^ Перейти обратно: ^а ^б Высокопроизводительные датчики CO на основе карбонатов, Th. Ланг, Х.-Д. Вимхёфер и В. Гепель, Conf.Proc.Eurosensors IX, Стокгольм (S) (1995); Датчики и исполнительные механизмы Б, 34, 1996, 383–387.
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 августа 2014 г. Проверено 19 августа 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) Руководство по автоматической калибровке]
^ «Экономичная эксплуатация двигателя» . Флайтглобал . 1937 год . Проверено 11 декабря 2017 г.

[1] ttp://www.cryptontechnology.com/files/290_295%20gas%20analysers%20manual.pdf ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[2] «Испытательное оборудование, одобренное Центром ТО» . Агентство Великобритании по стандартам водителей и транспортных средств . Проверено 9 мая 2019 г.

[Zhou-3] Надежные датчики CO на основе полимеров на основе кремния на кварцевых преобразователях микровесов, Р. Чжоу, С. Вайхингер, К. Э. Гекелер и В. Гепель, Conf.Proc.Eurosensors VII, Будапешт (H) (1993); Датчики и исполнительные механизмы Б, 18–19, 1994, 415–420.

[Lang-4] Перейти обратно: ^а ^б Высокопроизводительные датчики CO на основе карбонатов, Th. Ланг, Х.-Д. Вимхёфер и В. Гепель, Conf.Proc.Eurosensors IX, Стокгольм (S) (1995); Датчики и исполнительные механизмы Б, 34, 1996, 383–387.

[5] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 августа 2014 г. Проверено 19 августа 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) Руководство по автоматической калибровке]

[6] «Экономичная эксплуатация двигателя» . Флайтглобал . 1937 год . Проверено 11 декабря 2017 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]