Диагностика двигателя по составу выхлопных газов

В материале ниже мы коснемся специфики использования газоанализатора – приспособления для оценки качества сгорания автомобильного топлива. Благодаря этому прибору вы сможете оперативно и точно оценить состав выхлопных газов, что ответит на вопрос, насколько качественно работает двигатель. Для этих целей подходят пяти или четырехкомпонентные газоанализаторы.

Приняты строгие нормы токсичности выхлопного газа на предмет процентного содержания в нем следующих элементов и соединений:

• кислорода;
• углеводорода;
• окиси углерода;
• двуокиси углерода.

В случае если вы эксплуатируете транспортное средство верным образом и в нужный момент проводите ТО, вам не о чем беспокоиться. Токсичность выхлопных газов авто должна соответствует норме.

Давайте поговорим о компонентах, входящих в состав выхлопного газа.

Углеводороды (CH) – компоненты топлива, которые не сгорели в процессе работы автомобиля. Если двигатель функционирует правильно, почти все топливо сжигается без остатка. Если содержание превышает норму, это говорит о неисправности. Возможно, идет слишком большой расход масла через неплотно закрепленные уплотнения поршней, либо присутствует проблема в зажигании.

Чаще всего превышение норм связано с пропусками в зажигании при подаче не полностью сгоревшего топлива в выпускной тракт. Причиной может быть:

• поломка высоковольтных свечных проводов;
• грязь на свечах;
• поломка ротора;
• крышки распределителя;
• электронного модуля;
• катушки зажигания;
• нарушение угла опережения зажигания;
• поломки датчика положения коленвала;
• работа мотора на «обедненной» смеси, которая в принципе плохо воспламеняется;
• неправильная работа самого двигателя (если нарушена герметичность выпускного тракта) и пр.

В случае если речь идет о дизеле, может помочь промывка топливной системы дизельного двигателя.

Также такое происходит из-за недостаточно прогретого двигателя, ведь в цилиндрах топливо сгорает хуже из-за конденсации паров бензина на их поверхности. Итогом является повышенное кол-во CH в “выхлопе” и неэкономичный цикл работы силовой установки. Для устранения этой проблемы рекомендуем обратиться к специалистам за полной диагностикой двигателя в СПб.

Окись углерода – нестабильное химическое соединение. После соединения с молекулами кислорода превращается в двуокись углерода. Если двуокиси много в “выхлопе”, это позитивный знак. Значит, мотор исправно работает. Обратная картина будет при неправильном смесеобразовании.

Окись углерода не должна превышать 0,5% содержания. Если оно выше, причин может быть несколько:

• грязный воздушный фильтр;
• неправильная работа вентиляции картера;
• слишком большое давление топлива и пр.

В итоге горючая смесь либо содержит мало кислорода, либо чересчур много бензина. Полученная смесь сжигается не полностью, отсюда и переизбыток CO.

Итоговые данные, показанные газоанализатором, не всегда дают точную картину работы двигателя авто. Ведь компоненты к тому же влияют друг на друга.

Избыток кислорода – главный показатель качества работы двигателя на обедненной смеси. Ведь из-за плохой герметичности выпускного тракта кол-во кислорода в «выхлопе» заметно увеличивается. Это приведет к тому, что газоанализатор даст неточные показания, касающиеся якобы “обеднения” смеси. Поэтому не забудьте лишний раз посмотреть герметичность выпускного тракта.

Такую проверку, как и другие слесарные работы, стоит доверить профессионалам.

Окись азота появляется в камере сгорания при большом давлении, либо температуре выше 1370 градусов. Она вступает в реакцию с не сгоревшими компонентами топлива, в результате под действием солнечного света появляется “фотохимический смог”, вредный для человека. Содержание окиси азота точно снимет пятикомпонентный газоанализатор.

Повышенные показатели содержания укажут на “обеднение” смеси, либо слишком сильный нагрев двигателя. В этом случае стоит внимательно осмотреть:

• систему охлаждения силового агрегата;
• оценить корректность работы клапана;
• качество патрубков системы рециркуляции “выхлопа”;
• правильность подачи топлива.

Определяем состояние двигателя по цвету выхлопных газов

Диагностика состояния узлов и агрегатов двигателя сегодня стоит ощутимых для семейного бюджета денег. Вместе с тем, определить состояние двигателя и довольно легко и точно оценить серьезность имеющихся неисправностей можно по цвету и оттенку выхлопных газов.

Почему дымит двигатель

Наверное, многие из вас замечали, что дым из выхлопных труб различных автомобилей бывает белым, черным или сизым. Это – важный диагностический признак, напрямую указывающий на различные неисправности в двигателе и его системах. В дальнейшем речь пойдет именно о них.

Чаще всего двигатель начинает дымить при различных неполадках системы подачи топлива, системы зажигания или даже системы охлаждения, поломки или износа узлов газораспределительного механизма и (или) цилиндропоршневой группы. В зависимости от вида и характера неисправности, двигатель начинает сильно дымить при избытке топлива, поступающего в цилиндры или при нарушении условий его сгорания, а также при попадании в цилиндры различных технических жидкостей (вода, масло, антифриз). В зависимости от типа неисправности, выхлопные газы приобретают характерный для нее цвет.

Разные цвета выхлопных газов

Часто бывает так, что неисправность одной системы двигателя обуславливает появление другой, которая, в свою очередь, служит причиной его дымления. Например, нарушение циркуляции жидкости в системе охлаждения может обуславливать систематический перегрев двигателя и как следствие, приводить к сильному износу поршневых колец. В результате чего, в цилиндры двигателя начинает поступать больше моторного масла. Сгорая, оно придает сизый оттенок выхлопным газам.

Определяя неисправность двигателя по цвету выхлопных газов, необходимо также сопоставлять его с другими сопутствующими неполадками:

• падение мощности;
• появление детонационных стуков;
• повышенный расход масла или тосола;
• масляные пятна в расширительном бачке;
• белесо-молочный цвет моторного масла и т.д.

Также необходимо помнить, что появление дыма может возникать в результате влияния различных факторов окружающей среды (температура воздуха, влажность и т.д.)

Дым белого цвета

Появление белого дыма из системы выпуска отработавших газов при запуске и работе двигателя в режиме прогрева – явление нормальное. Это не дым, а водяной пар. Дело в том, что в выпускном трубопроводе, глушителе и резонаторе часто конденсируется влага. Часто можно видеть капли воды, стекающие из выхлопной трубы вместе с паром. По мере прогрева двигателя влага испаряется и дымление исчезает.

Белый дым

Водяной пар также появляется и при низких температурах воздуха. И чем холоднее на улице, тем плотнее выделяется пар из выхлопной трубы. Этот пар может быть белого или слегка сизоватого цвета и легко рассеивается в окружающем воздухе. Если белый дым появляется на хорошо прогретом двигателе, а сочащаяся жидкость несколько плотнее воды и имеет специфический запах антифриза, — это явное свидетельство попадания в цилиндры охлаждающей жидкости через пробой в прокладке головки блока цилиндров (ГБЦ), либо через трещины в головке или блоке цилиндров.

Оттенок испаряющейся жидкости во многом зависит от состава используемого охлаждающего агента (вода, тосол или антифриз), погоды и режима работы двигателя. В некоторых случаях он может напоминать сизый масляный дым. Но, в отличие от него испаряющаяся жидкость быстро растворяется в окружающем воздухе. Также, испаряющаяся жидкость не оставляет жирных следов на разогретой выхлопной трубе.

Для проверки следует поднести чистый лист не очень плотной бумаги или сухую чистую бумажную салфетку к выхлопной трубе прогретого до рабочей температуры двигателя. Следы влаги постепенно испарятся, а жирные масляные следы будут хорошо видны на поверхности бумаги.

Для выяснения причины попадания охлажадющей жидкости в цилиндры двигателя, необходимо осторожно снять крышку с расширительного бачка или заливной горловины радиатора при работающем двигателе и проверить наличие масляной пленки, запаха или пузырьков выхлопных газов.

Посмотрите видео о диагностике неисправностей двигателя при белом дыме из выхлопной трубы:

Очень часто при трещине в блоке цилиндров или пробое прокладки отмечается постоянное падение уровня охлаждающей жидкости без следов утечки. Для проверки пробоя достаточно пережать руками верхний патрубок, идущий к радиатору и запустить двигатель. Если при заведомо исправном термостате через короткое время чувствуется давление, значит имеет место прорыв отработавших газов в систему охлаждения.

При выраженном пробое прокладки ГБЦ жидкость в расширительном бачке может бурлить и выбрасываться как при перегреве. При остановке двигателя уровень жидкости начинает постепенно понижаться. Это означает ее уход в цилиндры через неплотно прилегающую прокладку, либо трещину в ГБЦ. Далее, жидкость попадает в картер двигателя, где смешивается с моторным маслом, образуя жидкую эмульсию мутного или белесо-молочного цвета. Эмульсия оставляет на крышке маслозаливного отверстия характерный желто-серый или белесый налет.

Попадание в цилиндр двигателя воды, антифриза или тосола во время его работы может привести к гидроудару и как следствие, выходу его из строя. Если размеры трещины или пробоя незначительны, то эти признаки могут отсутствовать. Для проверки, в какой из цилиндров происходит утечка жидкости, производится следующая процедура. Автомобиль устанавливается на стояночный тормоз, включается передача или блокировка двигателя. На неработающем двигателе выворачивается свеча зажигания, снимается крышка с радиатора или расширительного бачка. После этого, во все цилиндры поочередно подается воздух при перекрытых клапанах. Если при проверке какого-либо из цилиндров наблюдается появление пузырьков в охлаждающей жидкости, значит, имеется повреждение, нарушающее герметичность цилиндра, а дальнейшая более точная диагностика неисправности возможна только после демонтажа головки блока цилиндров.

Прогар прокладки ГБЦ

В ряде случаев, прогару прокладки ГБЦ может предшествовать деформация — изгиб головки блока цилиндров в результате перегрева двигателя, например, при неисправной помпе, термостате или вентиляторе принудительного охлаждения. Блок цилиндров и ГБЦ также необходимо проверить на наличие трещин визуально, а также на специальном оборудовании под давлением. В некоторых случаях попадание охлаждающей жидкости в цилиндры происходит через поврежденную или неплотно прилегающую прокладку впускного коллектора. В этом случае часто жидкость попадает в камеры сгорания через системы обогрева впускного коллектора. В таких случаях следов выхлопных газов в системе охлаждения нет, но жидкость уходит без видимых признаков течи, а в поддоне двигателя наблюдается образование эмульсии.

Подобные признаки, связанные с появлением белесого дыма требуют точного выявления и устранения прямой причины, в противном случае это моет привести к более серьезной поломке и соответственно, к более дорогому ремонту. После устранения указанных неисправностей, полезно проверить работу всех элементов системы охлаждения: термостата, насоса, датчика температуры, вентилятора и пр., поскольку в большинстве случаев они возникают именно в результате перегрева двигателя.

Дым черного цвета

Черный коптящий дым из выхлопной трубы в большинстве случаев свидетельствует о переобогащенной горючей смеси, либо о нарушении ее горения в цилиндрах. Черный дым может быть прямым следствием неисправной системы зажигания, подачи, смешения или впрыска топлива.

Черный дым представляет собой частицы сажи, оседающей на свечах зажигания, тарелках клапанов, стенках цилиндров и системе выпуска отработавших газов. Кроме того, продукты неполного сгорания топлива образуют кокс, что сопровождается появлением детонации, калильного зажигания (дизелингом), а в ряде случаев становится причиной залегания поршневых колец и нарушении герметичности клапанов. Появление черного дыма обычно сопровождается резко возросшим расходом топлива, затрудненным запуском и потерей мощности. На карбюраторных двигателях появление черного дыма свидетельствует об износе дозирующей иглы, нарушении регулировке поплавка в поплавковой камере или засорения воздушных жиклеров.

Также, причиной сильного дымления может быть нарушенная установка угла опережения зажигания. Инжекторные двигатели обычно дымят в результате переобогащения горючей смеси в результате выхода из строя различных датчиков (абсолютного давления, кислорода (лямбда-зонд), массового расхода воздуха и др.), а также выхода из строя форсунок, что может таить опасность гидроудара или возгорания, т.к. из неисправной форсунки в цилиндр может попасть большое количество топлива. Дизельные двигатели часто дымят черным дымом при выходе из строя ТНВД, а также в нарушении регулировки угла опережения впрыска топлива.

Одним из самых неприятных последствии при появлении черного дыма является повышенный износ и даже поломка деталей кривошипно-шатунного механизма вследствие смыва масла со стенок цилиндра большим количеством топлива. Большое количество топлива, попадая из камеры сгорания в картер, разжижает масло, значительно ухудшая его лубрикационные (смазывающие) свойства. Признаком этого является появление у масла характерного запаха топлива (бензина или солярки у дизельных двигателей).

Дым синевато-сизого цвета

Одним из явных признаков попадания излишков моторного масла в камеру сгорания является появление синеватого дымка из выхлопной трубы. Он подолгу не рассеивается в воздухе и обладает характерным запахом. Часто наряду с дымлением на конце выхлопной трубы заметно «масляное кольцо», — обволакивающий жирный след. Синеватое дымление может быть вызвано многими причинами:

• поломкой;
• залеганием или износом маслосъемных колец и втулок клапанов;
• износом цилиндропоршневой группы;
• использованием масла не соответствующей марки и вязкости, рекомендованной для данного двигателя;
• износом или выходом из строя в результате перегрева двигателя маслосъемных колпачков.

Наиболее часто встречающийся дефект – износ или залегание поршневых колец. Часто этому сопутствует падение мощности двигателя, повышенный расход масла и топлива. Для определения степени износа цилиндропоршневой группы, необходима проверка степени сжатия (компрессии) во всех цилиндрах двигателя. Для этого необходимо вывернуть все свечи зажигания из цилиндров, замкнув на «массу» центральный высоковольтный провод или все высоковольтные провода. После чего установить на отверстие свечи компрессометр и попросить помощника прокрутить коленчатый вал двигателя при помощи стартера. Если компрессия в каком-либо из цилиндров ниже 8 – 11 в зависимости от марки и модели двигателя, причина дымления найдена.

Для проверки состояния маслосъемных колец необходимо взять шприц, залить с его помощью в каждый из цилиндров 5-10 мл моторного масла, затем установить компрессометр и прокрутить коленвал двигателя. Возросшая на 4-5 компрессия свидетельствует о поломке, износе или залегании маслосъемных колец.

Об износе деталей цилиндропоршневой группы могут свидетельствовать следы масла во впускном тракте под воздушным фильтром, а также то, что двигатель сильно «сапунит». Для проверки следует отсоединить шланг вентиляции картера от впускного тракта и несколько раз нажать на педаль акселератора. Сизый дым, обильно идущий из шланга, более чем красноречиво говорит о предстоящей замене поршневых колец или капитальном ремонте двигателя.

В некоторых случаях замасливание свечей зажигания вплоть до их замыкания мостиком сажи и появление сильных детонационных стуков свидетельствует об износе сальников клапанных втулок или маслосъемных колпачков. В этом случае, после их замены детонационные стуки и сизое дымление из выхлопной трубы исчезает.

Заключение

Во всех случаях, когда двигатель начинает дымить, эксплуатировать автомобиль категорически не рекомендуется, поскольку последствия беспечной езды с неисправным двигателем может обернуться неожиданными и крупными затратами на капитальный ремонт, а то и полной заменой двигателя.