UKŁADY OCZYSZCZANIA SPALIN I POKŁADOWE SYSTEMY DIAGNOSTYCZNE SAMOCHODÓW
Ustawodawstwo dotyczące emisji spalin. Składniki spalin silnikowych. Przebieg procesu spalania i emisja silników o zapłonie iskrowym oraz samoczynnym. Katalityczne reaktory spalin. Regulacja składu mieszanki palnej i czujniki tlenu. Filtry cząstek stałych. System diagnostyki pokładowej OBD.

W książce opisano budowę, działanie i sposoby sprawdzania układów oczyszczania spalin stosowanych we współczesnych pojazdach samochodowych. Omówiono przebieg procesu spalania oraz problemy emisji silników o zapłonie iskrowym i samoczynnym. Przedstawiono rodzaje stosowanych współcześnie katalitycznych reaktorów spalin i filtrów cząstek stałych. Wiele miejsca poświęcono systemom diagnostycznym OBD oraz kontroli emisji spalin w pojazdach z systemem OBD. Zamieszczono wyciągi z przepisów europejskich dotyczących ograniczania emisji w pojazdach, a także wykaz kodów usterek według SAE J2012 oraz ISO 15 031-6.

Odbiorcy książki: pracownicy warsztatów, stacji obsługi i stacji kontroli pojazdów (technicy, kierownicy serwisów, inżynierowie mechanicy i mechatronicy), studenci wydziałów mechanicznych o kierunku samochodowym i mechatronicznym, uczniowie techników samochodowych mechanicznych i mechatronicznych oraz użytkownicy samochodów o pewnym przygotowaniu technicznym zainteresowani zagadnieniami diagnostyki pokładowej i oczyszczania spalin.

Spis treści:

PRZEDMOWA 10
WPROWADZENIE 12
WYKAZ UŻYTYCH SKRÓTÓW  14

ROZWÓJ TECHNIKI SILNIKOWEJ
1.1. Porównanie silników z okresu 90 lat rozwoju  20
1.2. Możliwości współczesnych silników i ich układów sterowania  20

USTAWODAWSTWO DOTYCZĄCE EMISJI SPALIN
2.1. Ustawodawstwo światowe w zakresie toksyczności spalin  25
2.2. Europejskie normy emisji spalin  31
2.3. Plan czasowy wprowadzania nonny Euro 4 i kolejnych  35
2.4. Europejski cykl jezdny NEDC w badaniach homologacyjnych  38
2.4.1. Określenie emisji przez parowanie   40
2.4.2. Badanie emisji metodą CYS  41
2.4.2.1. Opis metody CYS 42
2.4.2.2. Analizatory spalin typu Fill   43
2.4.2.3. Analizatory spalin typu NDIR   44
2.4.2.4. Metoda pomiaru stężenia tlenu  45
2.4.2.5. Pomiar emisji cząstek stałych  45
2.5. Dobrowolne zobowiązania własne przedstawicieli przemysłu motoryzacyjnego odnośnie do zmniejszenia zużycia paliwa i emisji CO2  46  

SKŁADNIKI SPALIN SILNIKOWYCH 
3.1. Substancje szkodliwe i toksyczne  50
3.2. Tlenek węgla CO 51
3.3. Węglowodory HC 52
3.4. Tlenki azotu NOx 52
3.5. Tlenki siarki SOx 53
3.6. Siarkowodór H2S   54
3.7. Amoniak NH3   54
3.8. Sadza i cząstki stałe 55
3.9. Pył drobnocząstkowy 57
3.10. Dymienie niebieskie i białe 58
3.11. Dwutlenek węgla CO2 58

PRZEBIEG PROCESU SPALANIA I EMISJA SILNIKÓW O ZAPŁONIE ISKROWYM
4.1. Wymagania ogólne 62
4.2. Skład mieszanki palnej 63
4.3. Skład mieszanki palnej a emisja silników o zapłonie iskrowym  64
4.4. Rozwiązania konstrukcyjne stosowane w celu ograniczenia emisji  68

PRZEBIEG PROCESU SPALANIA I EMISJA SILNIKÓW O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM 
5.1. Proces spalania w silniku o zapłonie samoczynnym  73
5.2. Kanał dolotowy zawirowujący i ruch powietrza w cylindrze  76
5.3. Przebieg procesu spalania w silniku o zapłonie samoczynnym  78
5.3.1. Czynniki wpływające na opóźnienie samozapłonu  79
5.3.2. Tworzenie mieszanki i spalanie w silniku o zapłonie samoczynnym  81
5.3.3. Pilotująca dawka paliwa we współczesnych silnikach o zapłonie samoczynnym  84
5.3.4. Adaptacja wtrysku we współczesnych silnikach o zapłonie samoczynnym  87
5.4. Skład mieszanki palnej a emisja silników o zapłonie samoczynnym  89
5.5. Rozwiązania konstrukcyjne stosowane w celu ograniczenia emisji i zadymienia spalin 91
I5.6. Przyszłościowe rozwiązania techniczne  93
5.6.1. Wtrysk bezpośredni piezokwarcowy  93
5.6.2. Nowe systemy spalania z bezpośrednim wtryskiem benzyny  96
5.6.3. Przyszłościowe układy wtryskowe silników o zapłonie samoczynnym  99

KATALITYCZNE REAKTORY SPALIN 
6.1. Podstawowe typy reaktorów katalitycznych  103
6.2. Budowa reaktorów katalitycznych  105
6.2.1. Porównanie reaktorów z nośnikiem ceramicznym i metalowym  107
6.2.2. Zasoby metali szlachetnych - surowców do produkcji reaktorów katalitycznych  109
6.2.3. Procesy chemiczne zachodzące w reaktorze katalitycznym  110
6.2.4. Stopień konwersji reaktora katalitycznego 111
6.3. Eksploatacja samochodu z reaktorem katalitycznym  112
6.4. Reaktory katalityczne do silników o zapłonie iskrowym  114
6.4.1. Utleniający reaktor katalityczny  114
6.4.2. Reaktor katalityczny potrójnego działania  115
6.4.3. Wymagania w stosunku do reaktorów nowych koncepcji  116
6.4.4. Reaktory katalityczne zintegrowane z kolektorem wylotowym  118
6.4.5. Układy ze zmienną drogą przepływu spalin typu bypass  119
6.4.6. Reaktory katalityczne ogrzewane elektrycznie  120
6.4.7. Reaktory katalityczne adsorpcyjne - SCR   121
6.4.8. Reaktory katalityczne redukujące o działaniu ciągłym  123
6.4.9. Reaktory katalityczne redukujące o działaniu cyklicznym  124
6.5. Reaktory katalityczne do silników o zapłonie samoczynnym  126
6.5.1. Reaktor katalityczny utleniający  126
6.5.2. Reaktor katalityczny typu SCR  127
6.5.3. Inne układy oczyszczania spalin silników o zapłonie samoczynnym  131

REGULACJA SKLADU MIESZANKI PALNEJ I CZUJNIKI TLENU 
7.1. Napięciowy czujnik cyrkonowy  135
7.2. Rezystancyjny czujnik na bazie dwutlenku tytanu  137
7.3. Szerokopasmowy czujnik tlenu LSU   138
7.4. Czujnik stężenia tlenków azotu - czujnik dwukomorowy  141
7.5. Diagnozowanie czujników tlenu  142

FILTRY CZĄSTEK STAŁYCH
8.1. Filtry cząstek stałych w samochodach osobowych z silnikami o zapłonie samoczynnym 152
8.1.1. Filtr cząstek stałych FAP – Peugeot  154
8.1.2. Kieszeniowy filtr cząstek stałych typu Bosch   156
8.1.3. Układy filtracji cząstek stałych stosowane w samochodach VW i Audi  157
8.1.4. Filtr cząstek stałych BMW  159
8.1.5. System D-CAT firmy Toyota  161
8.2. Filtry cząstek stałych w pojazdach użytkowych  164
8.2.1. System CRT 165
8.2.2. System SCR-AC 167
8.2.3. Przyszłościowe kompleksowe układy oczyszczania spalin silników o zapłonie samoczynnym 168
8.3. Oczyszczanie i regeneracja filtrów cząstek stałych  169
8.3.1. Porównanie temperatur spalin różnych systemów  169
8.3.2. Samooczyszczanie się filtrów  171
8.3.3. Określanie stopnia zanieczyszczenia filtra  171
8.3.4. Kontrolka zanieczyszczenia filtra i eksploatacja samochodu na krótkich odcinkach 174
8.3.5. Eksploatacja samochodu z filtrem cząstek stałych  175
8.3.6. Montaż filtrów cząstek stałych w samochodach znajdujących się w eksploatacji i uwarunkowania podatkowe  176

SYSTEM DIAGNOSTYKI POKŁADOWEJ OBD 
9.1. Historia systemów OBD I oraz OBD II   181
9.2. Zadania systemów OBD 183
9.2.1. Wymagania ogólne 185
9.2.2. Ochrona przed ingerencją osób nieuprawnionych  188
9.2.3. Procedura rozpoznawania i zapisywania usterek  189
9.2.4. Warunki wyłączenia systemu OBD  193
9.2.5. Standardowe złącze diagnostyczne systemu OBD   194
9.2.6. Procedura komunikacji z systemem OBD  195
9.3. Sposób oznaczania usterek w systemie OBD  198
9.3.1. Informacje zawarte w ramce zamrożonej  201
9.3.2. Kod gotowości systemu OBD   202
9.4. Zakres funkcji kontrolnych systemu OBD   206

SYSTEM OBD SILNIKÓW O ZAPŁONIE ISKROWYM 
10.1. Konfiguracja systemu OBD   214
10.2. Rozpoznawanie wypadania zapłonów  216
10.2.1. Analiza chwilowej prędkości obrotowej  217
10.2.2. Analiza chwilowego momentu obrotowego  220
10.3. Monitorowanie działania reaktora katalitycznego   221
10.4. Monitorowanie działania czujników tlenu 224
10.4.1. Diagnozowanie czujnika zamontowanego przed reaktorem katalitycznym  224
10.4.2. Diagnozowanie czujnika zamontowanego za reaktorem katalitycznym   225
10.4.3. Diagnozowanie układu ogrzewania czujnika tlenu  226
10.4.4. Diagnozowanie szerokopasmowego czujnika tlenu  227
10.5. Monitorowanie układu recyrkulacji spalin  228
10.6. Monitorowanie układu odprowadzania par paliwa  230
10.7. Monitorowanie układu powietrza dodatkowego  232
10.8. Monitorowanie układu paliwowego  233
10.9. Adaptacja układu regulacji składu mieszanki  236
10.10. Monitorowanie elektronicznego pedału gazu  241
10.11. Diagnozowanie termostatu  244
10.12. Monitorowanie sieci transmisji danych CAN  245
10.13. Monitorowanie działania innych układów oraz czujników  246
10.13.1. Monitorowanie ciśnienia doładowania  248
10.13.2. Monitorowanie sygnału prędkości pojazdu  248
10.13.3. Monitorowanie przepływomierza powietrza  249
10.13.4. Monitorowanie czujników położenia pedału hamulca i sprzęgła  250
10.13.5. Monitorowanie układu rozrządu  251

SYSTEMY OBD SILNIKÓW O ZAPŁONIE  SAMOCZYNNYM 
11.1. Monitorowane układy i czujniki  253
11.2. Rozpoznawanie wypadania zapłonów  256
11.3. Odchyłki regulacji kąta początku wtrysku 257
11.4. Monitorowanie układu recyrkulacji spalin 259
11.4.1. Odchyłki regulacji pneumatycznego zaworu recyrkulacji spalin  260
11.4.2. Odchyłki regulacji elektrycznego zaworu recyrkulacji spalin  260
11.5. Odchyłki regulacji ciśnienia doładowania  261
11.6. Układ wstępnego podgrzewania komory spalania ze świecami żarowymi  262
11.7. Monitorowanie działania innych układów oraz czujników  263
11.7.1. Diagnozowanie usterek sieci transmisji danych CAN  264
11.7.2. Czujnik temperatury cieczy chłodzącej  264
11.7.3. Czujnik temperatury paliwa  265
11.7.4. Przepływomierz powietrza  266
11.7.5. Czujnik tlenu i układ ogrzewania czujnika 266
11.7.6. Sygnał prędkości pojazdu  267
11.8. Monitorowanie filtra cząstek stałych  268
11.8.1. Czujniki ciśnienia i temperatury przed oraz za filtrem  268
11.8.2. Czujnik temperatury przed turbiną  269
11.8.3. Czujnik tlenu i przepływomierz powietrza 270
11.8.4. Kontrolka filtra cząstek stałych  271
11.8.5. Monitorowanie systemów filtracji cząstek stałych z dodatkowymi płynami   272
11.9. Czujniki cząstek stałych do kontroli procesu spalania lub filtra cząstek stałych  272

ZADANIA TECHNICZNE W PROCESIE REALIZACJI URZĘDOWYCH STANDARDÓW DIAGNOSTYCZNYCH 
12.1. Organizacja czasowa realizacji funkcji diagnostycznych  277
12.2. Uwzględnienie zróżnicowanych wersji samochodów  278
12.3. Uwzględnienie przyszłościowych sposobów oczyszczania spalin  280
12.4. Dostosowanie funkcji diagnostycznych do specyfiki nowych silników  280

PODSTAWOWE WARUNKI KONIECZNE DLA PRZEPROWADZENIA DIAGNOZY USTEREK OBD 

KONTROLA EMISJI SPALIN W POJAZDACH Z SYSTEMEM OBD 
14.1. Kontrola wzrokowa elementów emisyjnych  286
14.2. Oprogramowanie do kontroli emisji spalin pojazdów z systemem OBD  288
14.3. Urzędowa kontrola emisji spalin w pojazdach z silnikiem o zapłonie iskrowym z systemem OBD 289
14.4. Protokół z badania pojazdu z systemem OBD   291
14.5. Problemy związane z badaniami pojazdów z silnikiem o zapłonie iskrowym z systemem OBD   293
14.5.1. Indywidualne trudności diagnostyczne związane z wybranymi samochodami    295
14.5.2. Procedura zastępcza dla silników samochodów Volkswagen  298
14.6. Urzędowa kontrola emisji spalin w pojazdach z silnikiem o zapłonie samoczynnym z systemem OBD 299
14.7. Protokół z badania pojazdu z systemem D-OBD   301

OBD III, OBM I PRZYSZŁOŚCIOWE WYMAGANIA 

WYCIĄG Z USTAWODAWSTWA EUROPEJSKIEGO DOTYCZĄCEGO OBD
Wyciąg z regulaminu 98/69/EG Parlamentu Europejskiego z dnia 13.10.1998 roku w sprawie sposobów zapobiegania zanieczyszczeniu powietrza przez emisję związaną z eksploatacją pojazdów i w sprawie zmiany regulaminu 70/220/EWG  308
Dyrektywa 1999/102/EG, z dnia 15.12.1999 roku, w sprawie wynikających z postępu technicznego zmian w dyrektywie 70/220/EWG, dotyczącej środków zapobiegania zanieczyszczeniu powietrza atmosferycznego przez emisję związaną z eksploatacją pojazdów  325

DODATEK: LISTA KODÓW USTEREK STOSOWANYCH W SYSTEMIE OBD, ZGODNIE SAE J2012 I ISO 15 031-6 

DODATEK DO WYDANIA POLSKIEGO  366
LITERATURA  390
SKOROWIDZ 392

Książka na temat układów oczyszczania spalin i pokładowych systemów diagnostycznych w samochodach - polecamy!