Современный двигатель, вне зависимости от организации процесса сжигания топлива, должен иметь бесцветный выхлоп во всех режимах. Исключение составляет лишь прогрев на морозе, когда из трубы интенсивно выделяется водяной конденсат белого цвета. Черный дым из выхлопной трубы автомобиля однозначно указывает на разного рода и степени серьёзности неполадки в моторе.
Что означает черный цвет дыма
При нормальном сгорании топлива нефтяного происхождения выделяются окислы углерода и водяной пар. Это бесцветные газы, поэтому правильный выхлоп автомобиля не виден.
Окрашивание может означать, что мотор не вошёл в режим или неисправен. Например, белый дым после запуска показывает конденсацию водяного пара, которая прекратится после прогрева системы выпуска. А вот чёрный окрас выхлопа ничего хорошего не предвещает.
Такой цвет газу придают находящиеся в нём мельчайшие частички свободного углерода, более известного под именем сажи. Вещество образуется при неполном сгорании автомобильного топлива, то есть недостатке кислорода в смеси. На это косвенно и указывает характерное чёрное дымление.
Норма и отклонения
Нормой считается стехиометрическое соотношение масс кислорода и топлива в смеси, то есть такое, когда в результате сгорания не выделится ничего, кроме углекислого газа и водяного пара, появления которых не избежать, поскольку это продукты химической реакции по выделению тепловой энергии. Присутствует также и азот, но он инертен, почти не участвует в горении, его количество на входе и выходе одинаково.
В реальности используются составы смеси с отклонениями от стехиометрии. Их подразделяют на бедные, обеднённые, обогащённые и богатые. Если отклонения ещё больше, то при таких соотношениях поджечь смесь не получится, мощность искры на подобное не рассчитана.
Для экономичной работы двигателя используются бедные и обеднённые смеси. С ними есть свои проблемы, но бензин сгорает полностью, выхлоп прозрачен. Обогащение применяется для повышения отдачи двигателя при резком разгоне или иных режимах, требующих выделения повышенной энергии в цилиндрах. Кислорода в таких смесях для сгорания всего топлива точно не хватит, начнёт выделяться свободный углерод, который буквально нечем дожечь.
В штатных режимах работы мотора меры по исключению выделения копоти приняты. Но если обогащение перешло расчётные пределы – чёрный дым появится и покажет, что с мотором не всё в порядке.
Неисправности топливной системы
Самый частый случай подобных отклонений, если не считать многочисленных проблем с карбюраторными моторами, которых уже не осталось в реальной эксплуатации — это нарушение дозирования топлива системой электронного впрыска ЭСУД (инжекторные двигатели, хотя это слово можно забывать, никаких других просто не существует).
Отклонения могут присутствовать в виде:
- неверного дозирования топлива форсунками, они должны иметь строго определённую производительность, которая электроникой не отслеживается;
- изменения номинала давления в топливной рампе, которое создаётся топливным насосом и его регулятором, ЭСУД и тут не в курсе, на датчике почти всегда экономят;
- отказов любого из многочисленных датчиков системы управления двигателем, необязательно чтобы сенсор был сломан пополам и упал на асфальт, достаточно существенного увеличения погрешности из-за деградации активного элемента;
- сложности с подачей нужного количества воздуха через впускной тракт.
На практике, любая неисправность приведёт к изменению состава смеси, и если она создаст избыток бензина или недостаток воздуха в камере сгорания, то появится чёрный дым. Далеко не всегда ЭСУД сможет исправить ситуацию предусмотренной в ней коррекцией или обеспечить сжигание углерода на керамике каталитического нейтрализатора.
Проблемы с зажиганием и газораспределением
Даже вполне пригодную смесь надо уверенно и стабильно поджигать. Система зажигания на это рассчитана, но вечно ничто продолжаться не может. Возникают отклонения в работе свечей, высоковольтных проводов, катушек. По разным причинам может снизиться энергия в первичной цепи. Искра будет недостаточно мощной или вообще станет поступать с перебоями или несвоевременно. Результат практически всегда один – неполное сгорание и чёрный дым.
Аналогичный эффект можно получить при нарушенных фазах газораспределения. Если смесь поступит или начнёт выводиться не вовремя, то сгореть она просто не успеет даже при нормальном составе и хорошей искре.
Отдельная проблема – некачественный бензин. Он вообще непредсказуем, но скорее всего это отразится на полноте сгорания. С уже известным результатом.
Появление чёрного дыма чревато не просто повышением расхода горючего. Беда может приключиться с важными и дорогостоящими узлами силового агрегата, такими как катализаторы, системы газораспределения и поршневая группа. Поэтому выявлять неполадки и устранять надо безотлагательно, даже зная, что мгновенные поломки маловероятны.