Лабораторная работа №5 «Конструктивные и технологические мероприятия по снижению токсичности выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания»

Время выполнения работы-4 часа

Цель работы:

Теоретически рассчитать выбросы загрязняющих веществ от автомобиля находящегося на СТО, сравнить с результатами экспериментальных исследований.

Ознакомиться с основными мероприятиями по снижению токсичности выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Оборудование: инфракрасный газоанализатор концентрации окиси углерода и углеводородов марки «Автотест СО-СН-Д-Т» инструкция по применению, набор ключей, схемы, таблицы.

Описание лабораторной установки

Газоанализатор концентрации окиси углерода и углеводородов, а также дымности отработавших газов предназначен для одновременного определения содержания углеводородов, окиси углерода в отработавших газах, частоты вращения коленчатого вала автомобилей с карбюраторными двигателями, а также дымности отработавших газов автомобилей с дизельными двигателями.

Принцип действия прибора основан на измерении величины поглощения инфракрасного излучения источника молекулами углеводородов и окиси углерода в областях 3,4 и 4,7 мкм соответственно. Проба анализируемого газа поступает в проточную зеркальную кювету, где определяемые компоненты, взаимодействуя с излучением, вызывают его поглощение в соответствующих спектральных диапазонах. Поток излучения характерных областей спектра поочередно выделяется вращающимися интерференционными фильтрами (3,4; 3,9 и 4,7 мкм) и преобразуется в электрические сигналы, пропорциональные концентрации окиси углерода и углеводородов. Спектрометрический канал измерения в области 3,9 мкм является опорным каналом и служит для автоматической стабилизации чувствительности прибора. Функциональная схема прибора приведена на рис.1.

Рисунок 1 - Схема отбора и подготовки пробы газоанализатором 1 - пробозаборное устройство; 2 - каплеуловитель; 3 - компрессор для сброса конденсата; 4 - компрессор для доставки пробы газа; 5 - трубка доставки, 6 - штуцер; 7 - фильтр грубой очистки

Проба анализируемого газа отбирается из выхлопной трубы автомобиля пробозаборным зондом 1. В рукоятке зонда размещается фильтр грубой очистки 7, где происходит предварительная очистка газа от частиц сажи и аэрозолей. Далее проба газа направляется к прибору по трубке доставки 5. При использовании прибора в условиях отрицательных температур (до минус 20 °С) используется обогреваемая трубка доставки, исключающая перемерзание конденсата. В обогреваемой трубке проба газа термостатируется при температуре 35±2°С Дальнейшая обработка пробы газа происходит в каплеуловителе, совмещенном с фильтром тонкой очистки пробы 2. В каплеуловителе типа «Циклон» из пробы отделяется конденсат и смеси, которые собираются в нижней части фильтра и эвакуируются компрессором конденсата «Сброс конденсата» 6. В фильтре сверхтонкой очистки типа GB 702 4 производится окончательная очистка пробы газа от мешающих компонентов, которая затем поступает в оптическую кювету узлов. Одновременная работа пары компрессоров обеспечивает скоростную доставку пробы газа от источника до оптической кюветы, а также непрерывную эвакуацию конденсата.

Инфракрасное излучение аналитических областей спектра определения углерода (4,7 мкм) и углеводородов (3,4 мкм), а также опорного канала поочередно выделяется соответствующими интерференционными фильтрами, установленными на вращающемся диске модулятора, и формирует на выходе пироэлектрического фотоприемника последовательности электрических импульсов. Амплитуда импульсов несет информацию о концентрации определяемых компонентов газа.

Аналитические сигналы каналов измерения концентрации окиси углерода, углеводородов преобразуются, линеаризуются и нормируются микропроцессором PIC 16C77. Результаты измерения и служебная информация для пользователя отображается на буквенно-цифровом жидкокристаллическом индикаторе.