Лабораторная работа № 5

Определение содержания углерода и углеводородов в отработавших газах карбюраторных двигателей.

Цель работы: Изучение нормы и методы измерений СО и СН в отработавших газах карбюраторных двигателей.

1. Состав продуктов сгорания

К токсичным вещества, выбрасываемым в атмосферу с отработавшими газами бензиновыми двигателями внутреннего сгорания, относятся: оксид углерода (СО), оксиды азота (NOх), оксиды серы (SO2, SO3), альдегиды (СН2О), углеводороды (CnHm), сажа (С), сероводород (H2S), оксиды свинца (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Условное обозначение газоанализатора	Диапазон измерений
Условное обозначение газоанализатора	Об. долей СО,%	Об. долей СН, р рm	Об. долей СО2, %	Об.долей NO, %	Об. долей NOx, %	Об. долей SO2, р рл	Число оборотов, r/min
ГИАМ-27-01	0-5	0-1000 0-5000	-	-	-	-	500-9900
ГИАМ-27-02	0-0,5	0-1000 0-5000	-	-	-	-	500-9900
ГИАМ-27-03	-	-	0-16	-	-	-	-
ГИАМ-27-04 с блоком восстановителя	- -	- -	- -	- -	0-0,2 0-0,5	- -	- -
ГИАМ-27-05	0-0,2 0-0,5	0-1500	-	-	-	-	-
ГИАМ-27-06	0-0,5	-	0-5 0-16	-	-	-	-
ГИАМ-27-07	-	-	-	-	-	0-500	-
ГИАМ-27-08	-	-	-	0-0,2 0-0,5	-	-	-

Легковой автомобиль с хорошо отрегулированным двигателем при годовом пробеге 15 тыс. км. выбрасывает 3250 кг углекислого газа, 530 кг угарного газа , 93 кг углеводородов, 27 кг окислов азота и др./1/. Токсичные компоненты по разному действуют на организм человека. Оксид углерода вызывает кислородное голодание организма и поражает центральную нервную систему. Альдегиды раздражающе действуют на слизистые оболочки и поражают нервную систему. Сажа, оседая в легких человека, может вызывать появление злокачественных образований. Выбросы вредных веществ автомобиля регламентируются соответствующими стандартами: «Допустимые нормы содержания окиси углерода и углеводородов в отработавших газах бензиновых двигателей» и «Дымность дизелей». Проверку допустимых норм содержания вредных компонентов в отработавших газах автомобилей проводят при ежегодных технических осмотрах, после технического обслуживания и ремонта. Для проверки содержания СО и СН в отработавших газах бензиновых двигателей применяют газоанализаторы ГАИ-1, инфралит (измеряют содержание СО); 123-ФА, ГЛ 1122 (измеряют содержание СН) и двухкомпонентные газоанализаторы (измеряют СО и СН: ГИАМ-21, ГИАМ-27 и др. Применяемый в данной работе газоанализатор ГИАМ-27-01 предназначен для определения содержания окиси углерода (СО),углеводородов (СН),а также числа оборотов коленчатого вала карбюраторных двигателей.

2.Краткая характеристика газоанализатора ГИАМ-27-01/2/

В газоанализаторе использован оптико-адсорбционный метод анализа газа, основанный на измерении поглощения инфракрасной (ИК) энергии излучения анализируемым компонентом. Степень поглощения ИК-энергии излучения зависит от концентрации анализируемого компонента в газовой смеси. Каждому газу присуща своя область длин волн поглощения. Это обусловливает возможность проведения избирательного анализа газов.

Газоанализатор выполнен в настольной –переносной бесфутлярной конструкции. Корпус представляет собой переднюю и заднюю панели, соединенные между собой боковыми стенками. На передней панели при помощи Витов крепится блок индикации. Сверху и снизу каркас закрепляется П-образными штампованными обшивками.

В левой части газоанализатора располагается оптический блок, в средний–блок обработки сигнала, а в правой–блок питания. На задней стенке расположен побудитель расхода. С внешней стороны задней стенки предусмотрен отсек для кабеля и фильтра.

Органы, выведены на переднюю панель газоанализатора, показаны на рис. 5.1.

Рис.5.1.а. Лицевая панель Рис.5.1.б Лицевая панель

двухканального анализатора одноканального газоанализатора.

1-индикатор; 2-ручка для установки нуля на индикаторе СО, СО2, NO, NOx, или SO3; 3-потенциометр подстройки чувствительности по CO, CO2, NO, NOx, или SO2; 4- кнопка насос включения побудителя расхода; 5-кнопка «калибр» для проверки чувствительности газоанализатора; 6-светодиод для сигнализации о включении питания; 7- кнопка «сеть» включения питания; 8-потенциометр подстройки чувствительности по СН (ГИАМ 27-01,-02,-05) или СО2 (ГИАМ-27-06); 9-потенциометр подстройки чувствительности по частоте вращения двигателя (ГИАМ-27-01,-02); 10- кнопка СП/ТАХ переключение на индикацию тахометра (ГИАМ-27-01,-02) кнопка нажата; кнопка «контр». для контроля показаний канала компенсации (ГИАМ-27-04,-07,-08); 11- ручка для установки нуля на индикаторе СН (ГИАМ-27-01,-02,-05) или СО2 (ГИАМ-27-06) «>0»; 12-индикаторСН (ГИАМ-27-01,-02,-05) или частоты вращения коленчатого вала двигателя (ГИАМ-27-01,-02) ;

На задней стенке расположены:

тумблер S2 для включения питания от бортовой сети автомобиля 12V;

переключатели S4, S5 для измерения числа оборотов двигателей с разным количеством цилиндров;

входной штуцер «вход»; выходной штуцер «выход»;

клеммы Х1, Х2 для подключения датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя (только для модификации ГИАМ-27-01 и ГИАМ-27-02);

клемма ┴;

розетка Х4 для подключения к бортовой сети автомобиля;

розетка Х10, Х11 для вывода аналоговых унифицированных сигналов по каналам СО,СН,СО2,NO,NOx, или SO2 и для подключения устройств: блок индикации, являющийся выносным информационным табло (или ЭВМ); устройство регулирующее со встроенным блоком термопечати.

На рис. 5.2 изображена схема внешних соединений газовых линий двухканальных газоанализаторов ГИАМ-27-014, ГИАМ27-02, ГИАМ-27-05 и ГИАМ-27-06, а также газоанализаторов с компенсационным каналом ГИАМ-270-04, ГИАМ-27-07 и ГИАМ-2-08. Подобна схема для одноканального газоанализатора ГИАМ-27-03 отличается лишь отсутствием одной из последовательно соединенных рабочих камер.

Газ через газозаборники поступает во входной штуцер «∆» фильтра «Ф». Далее через выходной штуцер « ▼» фильтра «Ф», штуцер «вход»газоанализатора ГА и рабочие камеры каналов РК1, РК2 газ прокачивается побудителем расхода ПР.