Τι σημαίνει καυσανάλυση;
Με τον όρο καυσανάλυση εννοούμε την επιτήρηση της καύσης του βενζινοκινητήρα. Ο συστηματικός έλεγχος και η σωστή επιδιόρθωση βλαβών μπορούν να αυξήσουν την ζωή του κινητήρα κατά μεγάλο ποσοστό.
Στο άρθρο αυτό θα αναφερθούμε στην μέτρηση καυσαερίων σε κινητήρες βενζίνης και την σημαντικότητα του ελέγχου. Η καυσανάλυση από την νομοθεσία προβλέπει να ελέγχεται κάθε χρόνο:
- Τεχνικό έλεγχο ΚΤΕΟ
- ΚΕΚ ( κάρτα ελέγχου καυσαερίων)
Οι εκπομπές καυσαερίων χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:
- Πρωτογενείς εκπομπές
- Είναι οι εκπομπές που προέρχονται από την εξάτμιση του αυτοκινήτου και είναι το μονοξείδιο του άνθρακα (CO), το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), οι υδρογονάνθρακες (HC), τα οξείδια του αζώτου (NOx)
- Δευτερογενείς εκπομπές
- Είναι οι εκπομπές που προκύπτουν από αλληλοεπίδραση των πρωτογενών εκπομπών.
Κάρτα Ελέγχου Καυσαερίων
Πιο αναλυτικά:
- Το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) παράγεται λόγο έλλειψης οξυγόνου στο θάλαμο καύσης, δηλαδή έχουμε πιο πολύ καύσιμο στο χώρο καύσης. Αυτό προκαλείται εξαιτίας ενός αισθητήρα που δεν μετράει καλά τον αέρα όπως για παράδειγμα Map sensor, Maf sensor.
- Υδρογονάνθρακες (HC) είναι η άκαυστη βενζίνη που εισέρχεται στον χώρο της εξάτμισης χωρίς να έχει πάρει μέρος στον χώρο καύσης. Πιθανές αιτίες είναι ο κακός χρονισμός του κινητήρα, η κακή ανάφλεξη όπως λανθασμένο μπουζί, ελαττωματικός πολλαπλασιαστής, αρρύθμιστες βαλβίδες.
- Στις μετρήσεις του αναλυτή παρατηρούμε το οξυγόνο (Ο2). Όταν η τιμή του είναι πάνω από την μονάδα σημαίνει οτι έχουμε πολύ φρέσκο (ατμοσφαιρικό) αέρα στο μίγμα ή πριν τον δειγματολήπτη αναλυτή. Με λίγα λόγια μπορεί να έχουμε διαρροή στο κύκλωμα εισαγωγής και στο τρύπα στην εξάτμιση ακόμα και χαλασμένο καταλύτη.
- Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) θα το χαρακτηρίζαμε σαν συντελεστή σωστής καύσης. Με πιο απλά λόγια μας ενημερώνει για την ποιότητα του μείγματος.
Παρακολουθώντας αυτές τις μετρήσεις των αερίων μπορεί ο τεχνικός να γνωρίζει την κατάσταση του κινητήρα και να προλάβει βλάβες πριν ανάψει τον check engine και αυτό μεταφράζεται για τον ιδιοκτήτη σε λιγότερα έξοδα.
Τι μπορούμε να δούμε με την μέτρηση καυσαερίων και πώς μπορεί να προσανατολίσει τον τεχνικό?
- Μπορεί να τον ενημερώσει για την κατάσταση ανάφλεξης :
- Μπέκ
- Μπουζί
- Συμπίεση
- Πολλαπλασιαστής
- Για την κατάσταση του κυκλώματος εισαγωγής αέρα :
- Map/ Maf
- Φίλτρο αέρος
- Πεταλούδα γκαζιού
- Στεγανότητα κυκλώματος εισαγωγής
- Το κύκλωμα εξαγωγής :
- Καταλύτης
- Αισθητήρας Λ
- Στεγανότητα κυκλώματος εξαγωγής
- Κινητήρας:
- Διάκενο βαλβίδων
- Κατάσταση μείγματος
- Χρονισμός εκκεντροφόρου – στροφάλου
Διαδικασία για την μέτρηση καυσαερίων
Η μέτρηση των καυσαερίων για να πραγματοποιηθεί σωστά θα πρέπει να γίνουν οι παρακάτω ενέργειες:
- Έλεγχος εξάτμισης για διαρροές
- Το αυτοκίνητο να διανύσει 5-8 χιλιόμετρα πριν από την μέτρηση
- Ο κινητήρας να βρίσκεται στους 60-80 βαθμούς κελσίου του ψυκτικού υγρού.
- Ο αναλυτής θα πρέπει να έχει προθερμαθεί και να αυτομηδενιστεί με πρότυπη φιάλη αερίου
- Ο κινητήρας σε κατάσταση ρελαντί και έλεγχος των δειγμάτων
- Αύξηση στροφών στις 2500 σ.α.λ σταθερά, έλεγχος σταθεροποίησης του CO και HC ή 30 δευτερολέπτων( όποιο συμβεί πρώτα)
Εξαρτήματα στο σύστημα εξάτμισης
- Ο καταλύτης είναι το εξάρτημα που βοηθάει ή επιταχύνει μια χημική αντίδραση χωρίς να αλλοιώνεται. Από τους καταλύτες που χρησιμοποιήθηκαν ο επικρατέστερος είναι ο τριοδικός που μπορεί και μειώνει κατά 90% τους τρείς ελεγχόμενους ρύπους. Τοποθετείται μετά από την πολλαπλή εξαγωγής και πριν τον σιγαστήρα.
Καταλύτης
- Η ανακύκλωση καυσαερίων (EGR) είναι το κοινό σημείο μεταξύ πολλαπλής εισαγωγής και εξαγωγής. Σε συγκεκριμένες συνθήκες ανοίγει μια δίοδος όπου καυσαέρια από την πολλαπλή εξαγωγής μεταφέρονται στην εισαγωγής (μετά την πεταλούδα) για καύση με σκοπό την μείωση της θερμοκρασίας στον χώρο καύσης και την μείωση των NOx που αυξάνεται πολύ στα στοιχειομετρικά φτωχά μείγματα.
EGR Valve
Ο αισθητήρας Λ τοποθετείται πριν τον καταλύτη με σκοπό να ελέγχει την συγκέντρωση οξυγόνου στα καυσαέρια με απόλυτη ακρίβεια και ταχύτητα, ώστε η μονάδα ελέγχου ECU να προετοιμάσει το μείγμα. Αποτελεί το βασικό εξάρτημα των κλειστών κυκλωμάτων ρύθμισης (lamda closed loop control).
Αισθητήρας Λ
Η πολλαπλή εξαγωγής αποσκοπεί στην απαγωγή των καυσαερίων από τους κυλίνδρους στο περιβάλλον. Ανάλογα των κυβισμό αποτελείται από ένα ή περισσότερα τεμάχια.
Πολλαπλή Εξαγωγής
Υπάρχουν δύο είδη:
- Ο 4 σε 1 που οι πρωτεύοντες σωλήνες καταλήγουν σε έναν και αποδίδουν καλύτερα στις υψηλές στροφές (7000 σ.α.λ. και άνω)
- Ο 4 – 2 – 1 που ενώνει τον 1,4 και 2,3 σε δύο δευτερεύοντες σωλήνες και μετά σε έναν συλλέκτη.
Όροι και έννοιες
- Στοιχειομετρική αναλογία αέρα – καυσίμου.
- Είναι η αναλογία στην οποία η μάζα της βενζίνης αντιστοιχεί σε μία μάζα αέρα προκειμένου να επιτευχθεί η τέλεια καύση, ο μέσος όρος είναι 14,7 : 1(μέσος όρος) δηλαδή για κάθε 14,7 kg αέρα χρειάζεται 1kg βενζίνη.
- Πλούσιο μείγμα
- Στην περίπτωση που η περιεκτικότητα καυσίμου στην αναλογία αέρα/καυσίμου είναι μεγαλύτερη από τα όρια αναφλεξιμότητας (και δεν έχουμε ανάφλεξη) λέμε οτι έχουμε πλούσιο μείγμα
- Φτωχό μείγμα
- Αντιθέτως με το πλούσιο μείγμα, όταν έχουμε μικρότερη περιεκτικότητα καυσίμου στο μείγμα τότε λέμε οτι έχουμε φτωχό μείγμα.
- Fuel trim (διόρθωση καυσίμου)
- Ο οδηγός μπορεί να ελέγξει μόνο την ροή αέρα χρησιμοποιώντας το πεντάλ γκαζιού, ενώ ο εγκέφαλος του αυτοκινήτου ( ECU ) μπορεί να ρυθμίσει μόνο την ποσότητα του καυσίμου. Στην μόνιμη μνήμη ( ROM ) έχει χαρτογραφημένο μία αναλογία καυσίμου 14,7 : 1 που και το ελέγχει με αισθητήρες και για να το ρυθμίζει “παίζει” με το εύρος παλμού (duty) των Μπέκ.
- Short term fuel trim ( βραχυπρόθεσμη διόρθωση καυσίμου )
- Είναι μία λειτουργία ελέγχου που υπάρχει για την γρήγορη παρακολούθηση του μείγματος ώστε να γίνεται ελαφρώς φτωχό και ελαφρώς πλούσιο. Η λειτουργία αυτή παρατηρείται μόνο όταν το κύκλωμα παρακολούθησης είναι κλειστό ( closed loop )
- Long term fuel trim ( μακροπρόθεσμη διόρθωση καυσίμου )
- Είναι η λειτουργία που λαμβάνει υπόψιν την τάση αλλαγών της βραχυπρόθεσμης διόρθωσης ( STFT ). Σύμφωνα με την τάση αυτή αποθηκεύει μια τιμή ώστε να ισοσταθμίσει την αναλογία αέρα/καυσίμου. Η μεταβολή της γίνεται κάθε 5 έως 20 δευτερόλεπτα.
- Κλειστό κύκλωμα ρύθμισης
- Επιτρέπει την ηλεκτρονική διόρθωση προετοιμασίας καυσίμου προς την Στοιχειομετρική περιοχή 0.97 < 1 < 1.03. Με τον σκοπό αυτό ο καταλυτικός μετατροπέας αποδίδει στο 95%.
- Ανοικτό κύκλωμα ρύθμισης
- Δεν είναι δυνατή η διόρθωση του μείγματος στο σύστημα τροφοδοσίας. Η συμπεριφορά του αυτοκίνητου είναι αντιρρυπαντικής τεχνολογίας μεν αλλά χωρίς ρυθμιζόμενο καταλύτη, δηλαδή χωρίς αισθητήρα λάμδα.
Όρια καυσαερίων:
Στόχος αυτού του άρθρου είναι να κατανοήσουμε πόσο σημαντική είναι μέτρηση καυσαερίων, τις δυνατότητες που μας δίνει να δούμε το εσωτερικό του κινητήρα και πόσο μπορεί να βοηθήσει στην συντήρηση του αυτοκινήτου. Ο ιδιοκτήτης πρέπει να επιμένει στην μέτρηση και όχι απλά να παίρνει την κάρτα καυσαερίων γιατί ο νόμος το επιβάλλει.