О чем расскажут выхлопные газы.
Так как нам придётся оперировать некоторыми величинами, хотелось бы заранее выяснить, в чём измеряют содержание всяких вредных и не очень веществ в отработавших газах. Для СО, СО2 и кислорода всё понятно – в процентах. А вот содержание углеводородов СН и оксидов азота NOx измеряют в ppm – parts per million, или миллионных долях. То есть, 1% – это 10 000 ppm. Процент для этих веществ – слишком большая величина. Для наглядности приведу простой пример. Содержание оксидов азота в норме должно быть не выше 1000 ppm (при замере выбросов двигателя под нагрузкой). В процентах это было бы 0,1%. Понятно, что оперировать сотыми долями процента – это очень сложно для восприятия, и заметить 1090 вместо 1000 намного проще, чем 0,109 вместо 0,100. Ну а теперь посмотрим, что могут сказать о здоровье мотора все эти сотые и миллионные доли. Наверное, нет смысла говорить, что постоянно растущие во многих странах экологические требования – это далеко не всегда беспочвенные «хотелки» партии «зелёных». Многие выбросы действительно опасны для человека. Несмотря на то, что современные экологические системы автомобиля выглядят переусложнёнными, причины для их внедрения есть. И если раньше кому-то не нравилась простенькая система рециркуляции отработавших газов (EGR), то сейчас даже сложные двухконтурные системы EGR не кажутся чем-то особенным. Оно и правильно: именно эта система борется с наиболее вредными для человека оксидами азота. Ведь NOx (как обычный оксид NO, так и и диоксид NO2, и остальные оксиды) вызывает кучу заболеваний – от болезней лёгких до сердечно-сосудистых. Кроме того, это сильный канцероген. А о чём говорит повышение их содержания в выхлопе? Во-первых, возможна неисправность самой системы EGR. Если клапан удачно заклинил, никакой рециркуляции не будет, и под нагрузкой весь поток отработавших газов будет полностью вылетать в трубу, не возвращаясь частично во впуск (напомню, что простые системы рециркуляции в режиме холостого хода и при малой нагрузке не работают). А особенность NOx состоит как раз в том, что наиболее активно они образуются именно под нагрузкой и при высокой температуре.
Во-вторых, причина может быть в этой самой высокой температуре. Ненормально высокая рабочая температура двигателя приводит к значительному росту содержания оксидов азота, с которым не справится и рабочая EGR. Тут можно проверить и работу системы охлаждения, но лучше убедиться в качестве смеси: если она бедная, перегрев мотору обеспечен, а кроме того, особенно заметно будет расти температура отработавших газов. А она может привести не только к росту доли NOx, но и к прогару выпускных клапанов. Так что узнать, почему вдруг газоанализатор показывает превышение содержания оксидов азота, желательно как можно раньше.
Второй вредный оксид – это оксид углерода, он же – СО, он же – угарный газ. Его норма в выхлопе – не более 0,5%. Диоксид СО2 практически безопасен (он образуется в выпуске при соединении СО и кислорода), а вот оксид (СО или угарный газ) – штука подлая. Почувствовать его может только газоанализатор (запаха у него нет), но «вырубить» человека он может легко. А если надышаться им сильнее, то можно и погибнуть.
О чём говорит его повышенное содержание? Как правило, о слишком богатой смеси. Причин может быть много: от забитого до состояния валенка воздушного фильтра до текущей форсунки или нерабочего управляющего лямбда-датчика. Ещё может не работать система вентиляции картера, может быть грязной дроссельная заслонка. В общем, самостоятельно причину искать придётся долго – лучше обратиться за помощью к хорошим диагностам.
Если оксиды азота и углерода могут принести вред здоровью, то чистые кислород и азот, а также водяной пар в выпуске можно считать безопасными. Однако повышение их концентрации тоже говорит о каких-то неисправностях, так что с точки зрения диагностики они не менее интересны, чем вредные оксиды. Начнём с азота.
Много азота в выхлопе просто не может быть: в отличие от кислорода или углерода, он никак не участвует в сгорании топливовоздушной смеси. Мало того, если помните, вся наша атмосфера – это на 78% и есть азот. Так что его содержание ни на что не влияет, кроме как на возможность при некоторых обстоятельствах образовывать оксиды азота. Но об этом мы уже говорили выше. А вот наличие слишком большого количества кислорода должно заставить задуматься. Идеально, конечно, когда он сгорает полностью, но идеал, как все знают, недостижим. Поэтому в выхлопе допускается его содержание в размере не более 0,5%. Почему его может быть больше?
Первая причина – это подсос воздуха. Неучтённый на впуске кислород сгореть не может и отлично учитывается на выпуске. А заодно он устраивает мотору слишком бедную смесь. Вторая причина – это какие-то неполадки в топливной системе. В этом случае количество воздуха нормальное, но не хватает бензина. Причин тоже может быть много: от забитого топливного фильтра до умирающего бензонасоса. Газоанализатор с достаточно большой вероятностью может подсказать, в чём дело – в подсосе или в топливной системе. Если избыток кислорода больше заметен на холостых оборотах, то, скорее всего, где-то поступает неучтённый воздух. Если под нагрузкой (на средних и высоких оборотах), то чаще виновата топливная система – в смеси не хватает бензина.
Водяной пар (читай: вода), конечно же, безвреден. Но его появление часто говорит о серьёзной неисправности. Обычно – о попадании в цилиндры антифриза. То есть, может быть повреждена прокладка ГБЦ, а может быть и кое-что похуже – трещины в блоке или в головке блока. Впрочем, если пара много, его видно и без газоанализатора – по слишком густому светлому дыму из выхлопной трубы.
Вот мы и добрались до тех самых «один на миллион». Что же измеряют в столь малых величинах? В них измеряют долю углеводородов СН. Норма для исправного мотора – не более 50 ppm. В идеале их, конечно, тоже не должно быть: эти соединения образуются компонентами топлива, которое должно сгорать полностью. К сожалению, это идеальная картина мира, а в реальном мире эти выбросы будут всегда. Но в очень малом количестве. Вред для организма от этих соединений значительный: можно просто отравиться, а если вдыхать их в слишком большом количестве, могут возникнуть проблемы с сердцем. Почему может вырасти доля углеводородов? Первая причина – это плохое сгорание смеси. Скорее всего, из-за пропусков зажигания. И это ещё не самое плохое. Хуже, если виновата компрессия, которая почему-то упала ниже нормы. Износ или коксование поршневых колец, задиры, обросшие нагаром клапаны – это тоже причины роста в выхлопе содержания СН.
Жаль, что газоанализатор есть не у каждого. Даже в автосервисах их используют редко – обычный сканер может сказать больше, чем этот прибор. Но теория, которую нельзя применить на практике, слишком скучна, чтобы о ней много рассказывать. Поэтому перейдём к более интересной части: использовании носа (точнее, обоняния) вместо газоанализатора. Да, такое тоже возможно.
Начнём с самого подлого газа – угарного. Увы, но он, как я и говорил, не имеет запаха. Так что нос тут не поможет, но если вдруг в гараже у вас закружилась голова – срочно бегите оттуда на свежий воздух. Очень вероятно, что началось отравление СО. Можно быстро потерять сознание и умереть. Поэтому этот газ лучше не нюхать (как и любой). Ну а если понюхать очень хочется, то обратите внимание, не пахнет ли выхлоп бензином. Присутствие этого запаха говорит о росте доли несгоревших углеводородов (уделяем внимание компрессии и пропускам зажигания).
Если около выхлопной трубы запах почти не чувствуется, но начинают слезиться глаза (или в них появляется резь), это говорит о том, что на них действует раствор азотной кислоты. Он слабенький, но глазам его хватит. В этом случае нужно проверить подсос воздуха, топливную систему, работоспособность системы рециркуляции отработавших газов и рабочую температуру двигателя. Есть вероятность, что мотор хронически перегревается. Чистые кислород и азот почувствовать не получится, каким бы удивительным агрегатом не являлся ваш нос. Ну и самое главное – не стоит злоупотреблять «нюхачеством». Приблизительно понять, что в машине не так, можно. Но вместе с этим можно и отравиться всей той дрянью, которая есть в выпуске. Поэтому будьте осторожны и ни в коем случае не пытайтесь анализировать запах выхлопа в гараже – делайте это только на открытом воздухе. И в меру, потому что токсикомания – это хуже, чем пропуски зажигания или заросший нагаром клапан EGR.