Controlul depoluarii la motoarele Diesel

Controlul depoluarii la motoarele Diesel

Opacitatea

Opacitatea gazelor de esapament se datoreaza prezentei particulelor de carbon din acestea, particule ce iau nastere in timpul procesului de combustie.

Cu cat numarul de particule de carbon este mai mare cu atat creste opacitatea gazelor de esapament si deci gradul de poluare este mai mare.

Masurarea opacitatii gazelor de esapament in controalele tehnice ale automobilelor s-a introdus in Germania incepand cu 01.11993 si cu 01.01.1996 in Elvetia.

In FIG.1 se prezinta evolutia normelor in ceea ce priveste gradul de poluare, pe principalele categorii de noxe, in grame per kilometru.

Aparatul pentru masurarea opacitatii gazelor de evacuare se numeste opacimetru, si permite determinarea opacitatii luminoase a unui gaz , pe baza principiului fluxului partial.

In FIG.2 se reda principiul de functionare al opacimetrului.

Aparatul se compune dintr-o camera de masura de forma unui tub cu lungimea de 182 mm si diametrul de 20 mm, camera ce este strabatuta de o proba de gaz prelevata din gazele de evacuare ale motorului.

Partea optica a opacimetrului se constitue dintr-un separator de fascicul, o lentila convergenta si o oglinda ce permite obtinerea unei lungimi de masura optice de 364 mm (dublul lungimii camerei de masura).

Fasciculul luminos utilizat are proprietatea de a actiona numai asupra particulelor de carbon aflate in suspensie in camera de masura.

Partea electronica a apratului se compune din trei blocuri:

- un bloc electronic capabil sa efectueze un algoritm pentru determinarea opacitatii

- un dispozitiv de comanda al ventilatoarelor si al circuitului de incalzire al camerei de masura

- un circuit electric de alimentare

Valoarea opacitatii exprimata in procente reprezinta nivelul de obscuritate pe o scara lineara de la 1 la 100 si se exprima in M^-1 sau % care reprezinta un coeficient de absorbtie luminoasa.

Exemple:

0 % = 0 m^-1

64 % = 2,5 m^-1

71 % = 3 m^-1

99 % = 11,31 m^-1

Determinarea opacitatii

Pentru determinarea opacitatii se folosesc doua proceduri diferite:

Procedura destinata controlului tehnic (ITP) si controlului rutier pentru a determina daca automobilul este in stare buna de functionare (respecta normele in vigoare)

Procedura destinata determinarii opacitatii in vederea omologarii autovehiculului

3. Conditii impuse aparaturii de masurare

Opacimetrul pentru statiile ce efectueaza inspectia tehnica la autovehiculele echipate cu motoare DIESEL trebuie sa permita masurarea in flux partial conform R 24 CEE - ONU cu precizie de minim ±0,3 m^-1.

Camera de masura a opacimetrului trebuie sa fie mobila.

Opacimetrul trebuie prevazut cu instrumente adecvate masurarii temperaturii de intrare a gazelor de evacuare cu posibilitatea de a afisa valoarea echivalenta a opacitatii la temperatura de 100°C, dispozitiv pentru masurarea temperaturii uleiului motor, dispozitiv pentru determinarea turatiei motorului (masurarea sa fie posibila indiferent de diametrul conductelor de injectie) si imprimanta.

Sonda de prelevare a gazelor trebuie sa aibe o lungime care sa nu depaseasca 1 m si un diametru de 10 mm pentru autovehiculele a caror masa totala maxima autorizata este de pana la 3,5 tone.

Programul aparatului va fi conform cu prevederile RNTR si trebuie sa permita masurarea timpului de baza.

4. Efectuarea de masuratori

Determinarea se face cu opacimetrul prin accelerare libera intre turatia de mers in gol incet si turatia de mers in gol maxima ( de regulator ) la regimul termic normal de functionare.

Prin turatia de mers in gol incet se intelege turatia minima de functionare stabila a motorului precizata de catre constructor, cu comanda acceleratiei in pozitia de repaus, cu consumatorii electrici deconectati, cu cutia de viteze in pozitia neutra si ambreiajul cuplat (in cazul cutiilor de viteze mecanice si semiautomate) sau cu cutia de viteze in pozitia ,,N" sau ,,P" (in cazul cutiilor de viteze automate).

Prin turatia de mers in gol maxima (de regulator) se intelege turatia de functionare stabila maxima a motorului stabilita de constructor, cu comanda aceleratiei actionata in pozitie extrema, cu consumatori electrici deconectati, cu cutia de viteze in pozitia neutra si ambreiajul cuplat (in cazul cutiilor de viteze mecanice sau semiautomate) sau cu cutia de viteze in pozitia ,,N" sau ,,P" (in cazul cutiilor de viteze automate).

Prin regim termic normal se intelege conditia termica a unui motor in concordanta cu specificatiile constructorului (in orice caz cu temperatura uleiului mai mare de 60°C).

Se vor respecta urmatoarele conditii ambientale:

Eseu: Zugraveli si vopsitorii - lucrari care trebuie terminate inainte de inceperea zugravelilor si vopsitoriilor Eseu: Descriere folii de polietilena

- temperatura 5 - 30°C

- presiunea atmosferica 945 - 1025 mbari

Se va verifica daca tubulatura de evacuare a gazelor de esapament este completa si etansa (se verifica daca la obturarea evacuarii se creeaza contrapresiune).

Verificarea propriu-zisa

Se aduce motorul la regimul termic normal de functionare.

Inainte de efectuarea masuratorilor se recurge la curatirea sistemului de evacuare prin accelerare cel putin o data  pana la turatia de mers in gol maxima ( de regulator ) care se mentine un timp de cel putin 2 secunde.

Se pregateste opacimetrul in conformitate cu instructiunile de utilizare.

Se introduce sonda de prelevare a gazelor in teava de evacuare cel putin 300 mm ( intre 3 si 6 diametre ale tevii ), astfel incat extremitatea sa sa fie amplasata intr-o sectiune rectilinie a tevii.

Cu motorul functionand la regimul de mers in gol incet se actioneaza progresiv si rapid, dar fara brutalitate, comanda acceleratiei pana la pozitia extrema. Aceasta pozitie se va mentine pana la interventia regulatorului de turatie conform instructiunilor de utilizare a opacimetrului. Dupa ce a fost obtinut acest regim se elibereaza comanda acceleratiei, motorul revenind la regimul de mers in gol incet, care se mentine cel putin 3 secunde sau conform instrutiunilor de utilizare ale opacimetrului.

Se efectueaza minim 3 masuratori ale opacitatii la accelerare libera

Indicele de opacitate retinut reprezinta media aritmetica a minim trei masuratori ale indicelui de opacitate in accelerare libera care indeplinesc urmatoarele conditii:

- sunt mai mici decat valoarea admisa a indicelui de opacitate corespunzatoare motorizarii

- timpul de baza pentru fiecare masurare nu depaseste valoarea specificata

- intre turatiile minime masurate la fiecare determinare nu exista diferente semnificative

- intre indicii de opacitate masurati la fiecare determinare nu exista diferente mai mari de 0,5 m^-1

In final se verifica indeplinirea conditiei privind valoarea maxima admisa pentru indicele de opacitate mediu.

Controale si interventii

Principalele surse de poluare ale motorului DIESEL sunt localizate la nivelul urmatoarelor elemente sau sisteme:

Sistemul de alimentare cu combustibil

Pompa de injectie

Injectoarele

Sistemul motor

Circuitul de reaspirare al vaporilor de ulei si al gazelor de carter

Sistemul de admisie al aerului si filtrul sau

Traiectul de evacuare al gazelor de esapament

Elementele componente ale sistemului de alimentare cu combustibil sunt urmatoarele:

- rezervorul

- conductele de legatura

- filtrul

- pompa de transfer cu supapa sa

Este cunoscut faptul ca sistemul de alimentare lucreaza in depresiune iar parametrul global ce caracterizeaza functionarea acestuia este presiunea in amontele si in avalul filtrului de combustibil.

Busonul rezervorului trebuie sa asigure legatura cu atmosfera pentru evitarea aparitiei depresiunii in rezervor cu efecte negative asupra debitului de combustibil aspirat de pompa de transfer si deci asupra dozei de motorina injectate in cilindrii.

Sorbul din rezervor trebuie sa asigure filtrarea primara a motorinei pentru a impiedica colmatarea rapida a filtrului de combustibil.

Conductele de legatura nu trebuie sa prezinte fisuri sau deformari ce au ca efect ingreunarea transportului de motorina.

Filtrul de motorina se va inlocui periodic functie de indicatiile constructorului sau ori de cate ori acest lucru se impune.

Neetansietatea sistemului de alimentare duce la desamorsarea acestuia cu efecte negative asupra functionarii motorului si asupra gradului sau de poluare.

Pompa de injectie reprezinta elementul care necesita un inalt grad de precizie in ceea ce priveste realizarea elementelor sale componente si a reglajelor pe care aceasta le reclama.

Din acest punct de vedere interventiile care se fac asupra pompei de injectie trebuiesc efectuate cu mare atentie si conform procedurilor de lucru prescrise de catre constructor.

La pompa de injectie EPIC singurul reglaj il reprezinta punerea la punct a pompei, operatie care neefectuata corespunzator va duce la cresterea gradului de poluare al motorului.

Injectoarele sunt elementele care introduc motorina direct in camera de ardere si sunt caracterizate de urmatorii parametrii:

presiunea de injectie

forma jetului de combustibil

gradul de pulverizare

etanseitate interna

zgomot

Ridicarea acului la un injector este comandata de presiunea de injectie realizata de catre pompa. Acest lucru impune un anumit taraj al injectoarelor la o valoare prescrisa de constructorul motorului pentru ca motorina sa fie trimisa in camera de ardere la momente si presiuni de injectie ce asigura o ardere eficienta cu un grad redus de poluare.

In acest sens se utilizeaza un dispozitiv de masurare a presiunii de refulare a injectorului, iar modificarea acestei valori se realizeaza prin introducerea sau scoaterea unor seibi de reglaj din interiorul injectorului. Dispozitivul pentru tarat injectoare va utiliza numai tipul de lichid INJECT  ELF ED recomandat de firma RENAULT.

Daca injectoarele prezinta o diferenta a presiunilor de descarcare mai mare de 5 bari, atunci motorul va prezenta un ralanti instabil.

Forma jetului, gradul de pulverizare si etansietatea unui injector se pot verifica vizual cu ajutorul dispozitivului de tarat injectoare.

Jetul de motorina trebuie sa aibe forma conica, sa fie uniform distribuit si fara jeturi concentrate FIG.3.

Intreruperea injectiei sa se faca brusc iar pe timpul acesteia cand presiunea instalatiei este cu cel putin 20 bari mai mica decat presiunea de descarcare a injectorului ,,nasul" acestuia nu trebuie sa se umezeasca.

Datorita faptului ca o parte a injectorului se afla in camera de ardere, acesta se acopera cu un strat de calamina ce are ca efect perturbarea caracteristicilor injectorului. Pentru a elimina acest lucru se poate recurge la o curatire a injectorului, si totodata a intregului sistem de injectie folosind solutie adecvata, solutie cu care va functiona motorul.

In FIG.4 se prezinta schema de principiu a unei instalatii de alimentare ce utilizeaza solutie pentru curatarea echipamentului de injectie:

1 - rezervorul instalatiei

2 - racord pentru tur

3 - racord pentru retur

4 - robinet al conductei de tur

5 - robinet al conductei de retur

P - pompa de injectie

Pentru folosirea unei astfel de instalatii se va avea in vedere notita sa de utilizare ce este livrata impreuna cu instalatia.

Observatii:

in timpul interventiilor la injectoare si pompa de injectie se vor respecta cu strictete consemnele de curatenie prescrise de constructor

dupa demontarea injectoarelor obligatoriu se vor inlocui rondelele antiflacara respectand sensul de montaj al acestora si seibile de etansare, in caz contrar putandu-se ajunge la supraincalzirea injectorului ce va avea ca efect griparea acului injectorului, cresterea dozei de motorina injectate, distrugerea pistonului si a camerei de preardere.

O metoda rapida dar subiectiva de testare a ansamblului ac injector - diuza este urmatoarea FIG.5:

se introduce acul injector in corpul sau

se inclina ansamblul sub un unghi de 45°

Daca acul injectorului culiseaza usor sub efectul propriei greutati in corpul sau acest ansamblu este corespunzator.

Daca jocul dintre cele doua elemente este mare sau daca acul prezinta tendinte de gripaj este necesara inlocuirea acestui ansamblu.

Un parametru global de apreciere a starii tehnice a motorului este presiunea de compresie, a carei valoare ne da o imagine de ansamblu asupra gradului de uzura si de poluare al motorului.

Determinarea presiunii de compresie se face cu ajutorul unui dispozitiv specializat (compresometru sau compresograf ) respectand anumite conditii de masurare:

motorul este adus la regim termic normal de functionare

se deconecteaza electrovana STOP ELECTRIC

se demonteaza injectoarele de pe chiulasa

se cupleaza aparatul de masura pe chiulasa

se aduce pe zero acul indicator al aparatului

se actioneaza demarorul pana ce acul indicator se stabilizeaza

se citeste valoarea presiunii

Valorile presiunilor citite pentru fiecare cilindru al motorului precum si diferenta dintre valoarea maxima si minima a acestor presiuni  trebuie sa se incadreze in limitele prescrise de constructor.

In caz contrar este necesar sa se intervina la nivelul motorului pentru restabilirea starii tehnice corespunzatoare.

Totodata trebuie sa se acorde atentie si controlului calajului distributiei si al jocului termic la supape.

Datorita neetansarii perfecte a ansamblului piston- segmenti - cilindru in carterul motorului se acumuleaza o cantitate apreciabila de gaze arse incomplet care impreuna cu vaporii de ulei se amesteca si formeaza un produs chimic extrem de poluant. In plus presiunea creata in carter forteaza in elementele ce asigura etansarea ducand la deteriorarea lor si deversarea in atmosfera a produselor chimice nocive. Pentru evitarea celor mentionate mai sus se apeleaza la un sistem de reaspirare care are rolul de a prelua gazele de carter si a le introduce apoi in sistemul de admisie al motorului ocolind filtrul de aer. Vaporii de ulei amestecati cu gazele de carter vor fii separatii de acestea prin decantare si trimisi apoi in baia de ulei a motorului.

Functionarea necorespunzatoare a acestui sistem duce la cresterea exagerata a gradului de poluare al motorului. De aceea se impune mentinerea acestuia in bune conditii in ceeace priveste curatenia si etansarea sa.

Sistemul de admisie al motorului poate crea probleme de poluare in cazul in care acesta nu este intretinut corespunzator. Se impune mentinerea acestui sistem in bune conditii de curatenie si etansietate.

Filtrul de aer al sistemului de admisie trebuie inlocuit periodic functie de prescriptiile constructorului sau atunci cand acest lucru se impune, nerespectarea acestora ducand la cresterea consumului de combustibil si a gradului de poluare al motorului datorita colmatarii filtrului.

Traiectul de evacuare al gazelor de esapament trebuie sa fie etans si sa nu prezinte deformari sau lovituri care pot duce la ingreunarea procesului de evacuare.

ATENTIE: inlocuirea unei piese, atunci cand acest lucru se impune, se va face numai cu piese identice ca reper cu piesa inlocuita.