Контроль температуры выхлопных газов
Контроль температуры выхлопных газов |
Система Термодат 21С21 предназначена для измерения температуры выхлопных газов судовых дизельных агрегатов, а также для контроля температуры различных агрегатов, таких как подшипники, корпуса силовых приводов, смазочного масла, продувочного воздуха, охлаждающей жидкости, топлива, забортной воды, воздуха в судовых помещениях и холодильных камерах, и др.
Термодат 21С21 измеряет и отображает измеренную температуру максимум для 12 каналов. Основным отличием системы от аналогов является то, что, система постоянно вычисляет среднюю температуру отклонения температуры от среднего значения по заданному количеству каналов. В случае превышения или понижения температуры от заданного, прибор отображает номер канала, на котором произошла аварийная ситуация и выдает дискретный сигнал в судовую систему аварийно-предупредительной сигнализации (АПС). Для каждого канала можно задать по две аварийные уставки. Система может быть включена в судовую систему автоматики при помощи интерфейса RS485.
Система Термодат 21С21 состоит из первичных преобразователей – датчиков термопар ТД726, измерительного блока, к которому подключаются датчики и блока управления. Измерительный блок устанавливается вблизи объектов измерения: в машинном отделении или другом судовом помещении, вблизи дизельного агрегата. Блок управления отображает информацию о результатах измерения температуры и её предельном допустимом значении (уставке), и могут устанавливаться как в машинном отделении так и в постах управления, рулевой рубке, ходовой рубке, служебных помещениях, помещениях аварийных генераторов и других судовых помещениях.
| Термодат / «Термосенсор», ООО |
Многолетний опыт эксплуатации на серийных двигателях и конечных судах показал высокую надежность датчиков ТД726. Датчики имеют неразъемное соединение провода с корпусом, хвостовик исполнен пружиной защищающей провод от деформацию при вибрации двигателя. Корпус выполнен из качественной стали, не подверженной коррозии в агрессивной среде. Стопорное кольцо имеет двойную проварку, что предотвращает обрыв рабочей части с попадание элементов датчика в тело двигателя.
Термодат 21С21 применяется на всех типах судов, использующих в качестве основного или вспомогательного силового агрегата дизельный двигатель.
Основные покупатели системы 21С21 – производители морских и сухопутных дизельных систем, речные и морскиепароходства и частные судовладельцы в России и за рубежом.
Прибор соответствует требованиям Российского морского регистра судоходства и Российского Речного Регистра, предъявляемым к устройствам индикации, АПС и автоматизации.
Следует подчеркнуть, что все приборы, которые производит компания, выпускаются в металлических корпусах, что обеспечивает высокую защиту от помех и дополнительную прочность. Надежность приборов также объясняется качеством электронных компонентов. Достаточно назвать марки фирм-производителей комплектующих приборов, они говорят сами за себя: Atmel, Philips, Samsung, Honeywell, Texas Instruments, Bourns, Murata.
Разводы при проверке выхлопа дизельных автомобилей
Моторам на тяжёлом топливе в Казахстане приходится несладко. Особенно современным. Хотя и самые непривередливые дизели морщатся и чихают чёрным дымом от нашей солярки. Их очень ждут к себе в гости сотрудники экопостов, вооружившись дымомерами. Как не остаться в дураках, даже если у вас всё в норме?
В одном из материалов мы рассказали о том, как по стандарту должны проверять токсичность выхлопа бензиновых автомобилей. Отдельная методика существует и для дизелей. Проверяя на дымность авто, полицейские обязаны руководствоваться стандартом ГОСТ Р 52160-2003 «Автотранспортные средства, оснащённые двигателями с воспламенением от сжатия. Дымность отработавших газов. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния».
Согласно ч. 1 статьи 334 КоАП РК, за превышение содержания загрязняющих веществ в выбросах предусмотрено предупреждение или штраф в размере 2 МРП (или 4 242 тенге в 2016 году). А за те же действия, совершённые повторно в течение года, — в размере 5 МРП (или 10 605 тенге).
Основным параметром, проверяемым у дизельных авто, является дымность. Она определяется по коэффициенту поглощения света k. (Вспомогательный коэффициент ослабления света N, прописываемый ранее в ГОСТах, в Техрегламенте ТС «О безопасности колёсных транспортных средств», регламентирующем сегодня нормы выбросов, не указан, и потому во внимание не принимается.) Но обо всём по порядку.
Условия, при которых должны проводить проверку
Требование к техническому состоянию самого автомобиля достаточно простое: система выпуска, включая систему очистки отработавших газов от загрязняющих веществ, не должна иметь повреждений и быть недоукомплектованной. Инспекторы должны убедиться в исправности машины. Впрочем, если «глушак» сечёт, то полиция вправе запретить и эксплуатацию автомобиля согласно п. 3 и 4 раздела 6 Перечня неисправностей, при которых запрещена эксплуатация ТС ПДД РК.
Погода и топографические условия влияют на показания измерительных приборов. Основываясь на п. 5.1.1 ГОСТа, атмосферные условия при проведении измерений нормируемых компонентов в отработавших газах автомобиля должны находиться в следующих пределах:
— температура окружающего воздуха — от 0 до плюс 35 °С;
— атмосферное давление — от 92.0 до 105.3 кПа (от 690 до 790 мм рт. ст.).
В местности, расположенной выше 800 метров над уровнем моря, даже в нормальную погоду давление слишком низкое. За примером высоко ходить не надо — верхняя каскеленская трасса в Алматинской области, проходящая примерно в 900 метрах над уровнем моря. Казалось бы, дорога как дорога, но нормальное давление для такой местности — 682 мм рт. ст. А согласно стандарту, измерять токсичность выхлопа в подобных условиях запрещено. Да, стационарного экопоста на этом участке дороги нет, но если появится передвижной, поинтересуйтесь у инспекторов этими данными. Уверены, что обосновать законность замеров выхлопа измерений вам не смогут. Как показывает наше знакомство с экопостами Алматы, проверяющие и стандартов-то в глаза не видели.
Чем должны быть оснащены экопосты
Допустим, машина в порядке. Теперь важно обратить внимание на набор оборудования на постах, потому как ту же температуру и атмосферное давление воздуха нужно измерить. Прибор, которым измеряют атмосферное давление, называется барометр, температуру воздуха — термометр.
Но главное оружие экопостов — это дымомер. Он должен иметь сертификат метрологической проверки (проводится 1 раз в год). Его обязаны показать по первому требованию водителя. Если его нет или он просрочен, то идёт нарушение стандарта проверки. Помимо дымомера, кстати, должен быть и подключаемый тахометр, а также измеритель температуры масла в двигателе. Зачастую о необходимости наличия тахометра никто не знает, т. к. загрязнение выхлопа дизеля проводят по методу «газ в пол». Тем не менее по ГОСТу быть он должен.
Дымомеры также должны быть укомплектованы контрольными светофильтрами. Перед каждым замером экополицейские обязаны проверить в тестовом режиме прибор, и он должен показать те же цифры, что указаны на контрольном светофильтре.
Проверка авто с дизельными двигателями
Измерение дымности проводится в режиме свободного ускорения, т. е. когда обороты двигателя поднимают с минимальных до максимальных, выжав педаль газа до упора. Однако перед этим есть несколько моментов. Каких?
Убедившись в прогреве движка до рабочей температуры, но не ниже 60 °С, его оставляют поработать на холостых (не более 5 минут). После замеряют тахометром минимальные и максимальные обороты частоты вращения коленчатого вала (в пределах заводских характеристик) и глушат двигатель. Только после этого в дымомер устанавливают зонд для отбора отработавших газов из выпускной трубы, заново запускают двигатель и начинают измерение:
— с холостых оборотов равномерно перемещают педаль за 0.5–1 сек. до упора. Держат педаль в этом положении 2–3 сек. Отпускают педаль и через 8–10 сек. вновь повторяют то же самое, итого не менее шести раз;
— измеряют значения kсу (дымность в режиме свободного ускорения) на последних четырёх циклах свободного ускорения по максимальному показанию. Полученные значения kсу считают достоверными, если четыре последовательных значения не образуют убывающей зависимости и располагаются в зоне шириной 0.25 м -1 .
Результатом измерения k является среднее арифметическое значение четырёх последних измерений, это и есть искомое расчётное значение коэффициента поглощения света.
Дымность автомобилей с раздельной выпускной системой измеряют в каждой выпускной трубе. За результат измерения принимают максимальное значение среднего арифметического k, полученное в одной из выпускных труб.
Если измерения прошли без нарушений стандарта, смотрим результаты.
Согласно Техрегламенту ТС 018/2011 «О безопасности колёсных транспортных средств», дымность дизелей не должна превышать значений коэффициента поглощения света k, указанного в заводской документации на автомобиль. Если таковых сведений нет, то показатель k не должен превышать:
| Тип двигателя и экологический класс | Коэффициент k, м -1 |
|---|---|
| без наддува, от Евро-3 и ниже | 2.5 |
| с наддувом, от Евро-3 и ниже | 3.0 |
| Евро-4 и выше | 1.5 |
От редакции
Что вынудило нас раскатать тут целый ГОСТ? Увы, но простейший визит на один из постов на въезде в Алматы выявил нарушения в работе экологов: несоблюдение правил проведения замеров и отсутствие того же термометра — в минусовые температуры выхлоп дизеля не измеряют, а наши стражи экологии, невзирая на январские морозы, суют дымомеры всем подряд. Всё это напрямую влияет на показания, а значит, и штрафы могли и могут выписываться незаконно, а с 2013 по 2015 год их оформили порядка 100 тысяч. И это только официальные данные. Никто из редакции не утверждает, что все автомобилисты Алматы, а также приезжие, ездят на машинах, излучающих здоровье. Нет. Однако из-за нарушения методики и исправные машины признаются неисправными.
Вот и выходит, что защитить водителя от такого развода может только знание целого ГОСТа. Тем более что сами полицейские на момент нашего посещения их поста о существующем документе не знали или просто не хотели знать, ведь без правил всё так просто. «Жми. О-о-о, да у вас нормы превышены! Оформляем!»
Отдельно мы подготовили компактную инструкцию, позволяющую не забыть об основных условиях и стандартах, при которых должны проверять выхлоп дизеля. Можно, конечно, возить с собой объёмные тексты ГОСТов, но мы постарались изложить всё кратко, основываясь на этих же стандартах.
Измерение температуры выхлопных газов автомобилей с датчиками от TT Electronics
Многие разработчики интересуются датчиками для измерения температуры выхлопных газов для экологически чистых двигателей. Важная часть информации необходимой для сокращения выбросов дизельных двигателей внутреннего сгорания заключается в знании температуры выхлопных газов — давайте подробнее рассмотрим эту тему. Начиная с начала 90-х годов для защиты окружающей среды, законодатели во всем мире начали ограничивать количество загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортными средствами. При этом, не смотря на озабоченность по поводу выбросов CO2 бензиновыми двигателями, основной акцент делается на выбросы дизельными двигателями.
В результате, несмотря на все негативные моменты, на сегодняшний день дизельные транспортные средства значительно чище, чем 10-15 лет назад. Было сделано много улучшений, но одно из самых важных это датчики, которые измеряют температуру выхлопных газов непосредственно в выхлопной трубе. Начиная с момента введения в 2008 году стандарта выбросов EURO 5, который требует использования сажевых фильтров для дизельных двигателей, TT Electronics активно участвует в выполнении этого требования.
Сажевые фильтры требуют температурного зондирования для процесса регенерации
Чтобы быть эффективными, сажевые фильтры должны регулярно регенерироваться во время работы. Регенерация — это процесс внутреннего горения, который начинается при температуре около 500°C и происходит без какого-либо участия водителя. Ввиду того, что происходящая химическая реакция является экзотермической, во время нее достигаются температуры в диапазоне от 700°С до 800°С, что в свою очередь позволяет сжигать накопленную сажу. В дополнение к мониторингу давления, который в данной статье обсуждаться не будет, определение температуры в этом процессе играет наиважнейшую роль.
Разработки такого рода TT Electronics начали вести в 2005 году. В то время TT Electronics смогла приобрести лицензию на очень надежную конструкцию температурного датчика. Впоследствии, основываясь на многолетнем опыте разработки температурных датчиков и благодаря дополнительным инвестициям в инженерные разработки, TT Electronics усовершенствовала конструкцию датчика выхлопных газов для массового производства.
Термопарные датчики PT 200
Прочная конструкция является ключевой для суровых условий эксплуатации в выхлопной трубе дизельных двигателей
Результатом является очень надежный датчик температуры, основанный на пассивном измерительном элементе сопротивления, который выдает различные значения сопротивления при разных температурах. В качестве материала сопротивления используется платина, так как этот элемент характеризуется номинальным сопротивлением 200 Ом при 0°C (термопары PT 200).
Важнейшим преимуществом этого высокотемпературного датчика является его прочная конструкция. Измерительный элемент встроен в монолитно закрытую трубку, изготовленную из специальной нержавеющей стали с использованием специальной керамической порошковой смеси. Безпузырьковое заполнение наконечника датчика гарантирует, что вибрация двигателя не повлияют на его срок службы. Кроме того, датчик может быть согнут в диапазоне от 0° до 120°, а специально разработанные уплотнители гарантируют долгий срок службы даже в суровых условиях использования в выхлопной трубе и вокруг нее.
Следующий уровень высокотемпературных конструкций — до 1200°C
Опыт, накопленный TT Electronics за последние несколько лет, позволил разработать новое поколение высокотемпературных датчиков. Целью этой разработки было создание датчика, подходящей для использования в транспортных средствах для измерения температуры до 1200°C, что имеет место в бензиновых двигателях.
Доступны различные электронные интерфейсы
Электрический сигнал обрабатывается электронным способом. Пользователи могут выбирать между различными цифровыми интерфейсами. На сегодняшний день TT Electronics реализовала PWM, SENT и CAN (в соответствии с SAE J1939). Как и весь датчик, электронный блок соответствует классу защиты IP69K (с его соединительным разъемом).
PT 200 подходит для измерения температуры в диапазоне от −40°C до 1200°C. Благодаря широкому диапазону рабочих температур датчик можно использовать в любой точке выхлопной трубы бензиновых двигателей. Производители двигателей с турбонаддувом могут также использовать этот датчик в выпускном коллекторе (перед турбонагнетателем), чтобы предупреждать о чрезмерных температурах, которые может быть опасны для турбонагнетателя.
Для следующего поколения бензиновых двигателей потребуются двойные датчики высокой температуры
С введение новейшего экологического стандарта (EURO 6c), бензиновые двигатели с прямым впрыском также должны будут оснащаться фильтрами твердых частиц. Они используют несколько иные процессы регенерации, которые, подобно фильтрам твердых частиц в дизельных двигателях, должны работать при более высоких температурах и требуют измерения температуры в двух точках.
Именно для этого применения TT Electronics разработала термопарный датчик в виде двойного модуля, который объединяет два датчика с одним электронным блоком. Помимо преимуществ, связанных с затратами, это позволяет устанавливать датчики с допусками +/- 1°C.
