Лямбда зонд нужен для создания оптимального баланса воздуха и топлива в смеси , которая составляет 14,7 единиц воздуха на 1 единицу топлива. Показания датчика передаются на электронный блок управления (ЭБУ) автомобилем, что обеспечивает в автоматическом режиме, без участия водителя, корректировку состава смеси и позволяет поддерживать оптимальное соотношение мощности и экономичности работы.
Неисправность датчика может привести к нарушениям в работе двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Автомобиль продолжит движение, но при этом существенно возрастет расход топлива, а такие параметры, как разгонная динамика, поведение автомобиля в целом, изменятся в худшую сторону.
Если лямбда-зонд вышел из строя, его необходимо отремонтировать или заменить. Прежде чем записываться на станции технического обслуживания (СТО), следует попробовать восстановить работоспособность датчика самостоятельно. Для выполнения этой работы существует несколько способов. Выбирать их необходимо с учетом типа датчика кислорода, его конструктивных особенностей.
Современные автомобили оснащаются датчиками 3-х типов:
Самые популярные и востребованные модели датчиков – циркониевые. Они представляют собой наконечники из керамического материала с диоксидом циркония. Поверхность с двух сторон закрыта защитными экранами, сформированными из тончайших платиновых электродов.
Титановый лямбда-зонд внешне схож с циркониевым, отличие заключается в том, что чувствительный элемент изготовлен из диоксида титана. На практике такие образцы встречаются достаточно редко. Причина – в сложности конструкции, ее привередливости, а также высокой стоимости.
Для эффективной работы широкополосного датчика необходимо обеспечить поддержание высокой температуры (не менее 600°С). Это достигается за счет применения нагревательного элемента повышенной мощности.
Профессионалы рекомендуют проверять, насколько корректно работает лямбда-зонд через каждый 10-15 тыс. км пробега (то есть, практически после каждого очередного технического обслуживания). Такую проверку следует проводить даже в том случае, если никаких проблем в работе устройства не фиксируется.
Провести диагностику кислородного датчика и оценить его работоспособность можно различными способами. В первую очередь проверяется надежность крепления клеммы с датчиком. Далее необходимо вывернуть лямбда-зонд из коллектора, произвести визуальный осмотр защитного кожуха. При наличии отложений аккуратно их удалить. Затем производится внешний осмотр изделия, и, если на защитной трубе будут обнаружены следы сажи или сильные отложения, датчик следует заменить.
Более точно проверить исправность работы датчика кислорода можно при помощи мультиметра (тестера) или осциллографа.
Механический способ удаления отложений на корпусе кислородного датчика применять нельзя. Это может привести к повреждению детали. Для выполнения работы своими руками необходимо заранее купить ортофосфорную кислоту (или иное средство на ее основе). Кроме этого, понадобится стеклянная емкость, пара кисточек, одна с мягким ворсом, другая – средней жесткости.
При необходимости процедуру можно повторить, а перед установкой датчика на штатное место необходимо нанести на резьбу тонкий слой графитной смазки.
Как отремонтировать лямбда-зонд?
Некорректная работа двигателя, плавающие обороты, хлопки в выхлопной системе и рывки при передвижении авто — все эти проблемы говорят о том, что кислородный датчик вышел из строя. Однако не всегда у автовладельца имеются средства для замены или программного отключения лямбда зонда. В некоторых случаях может помочь достаточно несложная процедура восстановления датчика, достаточно выполнить диагностику в сервисном центре или автомастерской.
Перед тем, как заняться ремонтом, следует изучить информацию, что нужно знать о лямбде, где находятся датчики и принцип работы устройства.
Самая распространенная причина поломки прибора — некачественное топливо. В нормальном режиме работы датчик находится под воздействием температуры свыше 300 градусов и через него проходят продукты горения топлива. Несгоревшие остатки и сажа в выхлопных газах образовывают налет, мешающий корректной работе прибора. Чтобы очистить его электроды от нагара, зонд необходимо аккуратно демонтировать и разобрать, сняв защитные колпачки.
Демонтаж датчиков рекомендуется в горячем состоянии, в этом случае сорвать гайки гораздо легче. После отключения проводов и полного остывания прибора, необходимо аккуратно спилить первый и второй защитный колпачок, чтобы добраться до керамического стержня с платиновыми электродами.
Нагар на электродах категорически нельзя снимать механическим способом, можно повредить платиновое напыление. В таком случае датчик окончательно выйдет из строя и потребуется замена лямбда зонда. Поэтому для их очистки используют ортофосфорную кислоту или преобразователь ржавчины.
Этапы очистки датчика:
В некоторых случаях такая очистка может помочь и без полной разборки датчика, поэтому первоначально можно выполнить процедуру замачивания его в кислоте в сборе. И лишь при неудовлетворительных результатах произвести вскрытие прибора и повторное замачивание с последующим подогревом.
Если проблема не решилась вышеописанными способами, наиболее простым и надежным вариантом станет установка обманки лямбда зонда с предварительной диагностикой и последующей настройкой программного обеспечения.
Диагностика и ремонт9 декабря 2016
Датчик, измеряющий содержание свободного кислорода в отработанных газах (он же – лямбда-зонд), присутствует в любом современном автомобиле. Из всех датчиков, участвующих в работе двигателя, это наиболее дорогой измерительный прибор. Поэтому при выходе детали из строя автомобилисты пытаются сэкономить и выполнить ремонт лямбда-зонда своими руками. Он заключается в очистке рабочей части элемента, омываемой потоком дыма и покрытой копотью. Данная процедура вызывает немалый интерес у автолюбителей, как и ее конечный результат.
Элемент представляет собой металлический стержень с резьбовым либо фланцевым наконечником для крепления внутри выпускного тракта. Из торца лямбда-зонда выступает его керамическая рабочая часть с платиновым напылением, защищенная снаружи стальным колпачком с отверстиями для прохода отработавших газов. С другого конца выходят провода (от 2 до 6 шт.), передающие сигнал электронному блоку управления (контроллеру).
Чтобы разобраться в вопросе, как почистить лямбда-зонд и нужно ли это делать, желательно понять, как он работает:
При выходе датчика из строя, обрыве проводов либо окислении контактов контроллер переводит подачу горючего в усредненный режим. То есть, автомобиль может двигаться дальше, но расход топлива возрастает, а поведение авто меняется в худшую сторону (теряется разгонная динамика). В целом это довольно надежное устройство, служащее 100-150 тыс. км на импортных машинах и 50-100 тыс. км на отечественных.
Перед тем как почистить лямбда-зонд, необходимо приобрести в торговой сети ортофосфорную кислоту либо моющее средство на ее основе (например, преобразователь ржавчины). Дальнейшие действия выполняются в таком порядке:
В сети есть рекомендации, гласящие, что перед очисткой необходимо срезать защитный колпачок на токарном станке, обработать керамический наконечник мягкой кистью с кислотой, а затем поставить защиту на место, прикрепив контактной сваркой. Нетрудно догадаться, что разобрать таким способом лямбда-зонд можно лишь в специализированной мастерской, поскольку у рядовых автомобилистов нет в гараже токарных станков и аппарата контактной сварки. Единственный вариант – расширить отверстия в колпачке надфилем, чтобы просунуть кисть.
По убеждению многих автомобилистов, слой копоти на керамическом наконечнике препятствует нормальной работе прибора, поскольку мешает точно оценивать количество кислорода. Выдавая контроллеру неадекватные сигналы, датчик ведет себя как вышедший из строя, из-за чего блок управления начинает подавать топливо в аварийном режиме, а на приборной панели вспыхивает табло Check Engine.
В действительности чистка лямбда-зонда своими руками помогает в 2-3 случаях из ста, о чем свидетельствуют многочисленные отзывы автолюбителей на форумах.
Вышеперечисленные признаки обычно свидетельствуют о реальной поломке детали, в результате ее все равно придется поменять. Отсюда несколько рекомендаций:
После просушки и установки детали на место наблюдайте за поведением авто в течение 2-3 дней. Если расход топлива не снизится, а предупреждающая надпись Check Engine не погаснет, отправляйтесь в ближайший магазин за новым прибором. В подавляющем большинстве случаев восстановить лямбда-зонд не удается и выходов из ситуации остается два: поменять элемент на новый либо установить обманку — электронный имитатор работы датчика.
string(10) "error stat"
Ввиду постоянного ухудшения экологических условий и для снижения (к сожалению, абсолютной ликвидации загрязняющих источников на данный момент достичь пока не удалось) загрязнения окружающей среды правительствами многих стран мира были введены крайне жесткие требования к выбросам выхлопных газов (т.е. были введены нормы содержания вредных веществ в автомобильных выхлопах). Поэтому для этих целей в автомобилестроении начали применять специальной устройство – катализатор, который отвечает за снижение концентрации вредных продуктов сгорания в выхлопных газах.
Катализатор является важным узлом в выхлопной системе. Но для того, чтобы он работал с максимальной эффективностью, требуется соблюдение строго определенных условий (постоянный контроль состава подаваемой топливной смеси и % содержания воздуха на выходе). Без их соблюдения катализатор довольно быстро выйдет из строя, и перестанет выполнять свои функции.
Именно для поддержания оптимальной работы катализатора инженерами было разработано решение в виде специального кислородного датчика, который также носит название «Лямбда зонд» (от буквы греческого алфавита «L» — «лямбда», которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в воздушно-топливной смеси).
С одной стороны, схема работы данного устройства довольно несложная. Заключается она в измерении концентраций кислорода при выходе из выпускного коллектора и затем после прохождения выхлопных газов через катализатор. Тем самым осуществляется контроль работы катализатора. Но на самом деле принцип действия кислородных датчиков немного сложнее, и сейчас попробуем понять, как работает лямбда зонд.
Замеры концентрации кислорода осуществляются двумя специальными электродами, которые вступают в реакцию с воздушной смесью. Полученные результаты затем преобразовываются в электрические импульсы, которые передаются на электронный блок управления двигателем (ЭБУ). Но, если говорить более понятным языком, то при появлении изменения в соотношении концентрации атмосферного воздуха и воздуха, оставшегося после сгорания топлива, напряжение между электродами меняется (уменьшается при повышенном содержании воздуха и увеличивается при пониженном).
После того, как лямбда зонд измерит напряжение между электродами, он пересылает эти данные на ЭБУ, который сравнивает полученные показания с нормативными показателями, которые записаны в его памяти. При необходимости (если напряжение выходит за нормы) ЭБУ производит корректировку состава подаваемой воздушно-топливной смеси.
Кислородные датчики начинают измерять концентрацию воздуха только в том случае, когда достигается оптимальная температура двигателя. Поэтому для снятия необходимых показателей и поддержания нормы выброса загрязнителей применяется специальный подогреваемый кислородный датчик (под корпусом которого находится подогревающая система, напрямую подсоединяемая к электрической системе автомобиля). Провода лямбда зонда плотно удерживаются благодаря уплотнительным манжетам и керамическому изолятору.
Установка первого лямбда зонда производится в выпускном коллекторе. При этом подключение зондов происходит непосредственно перед тем местом, где находится катализатор (для обеспечения его бесперебойной и длительной работы). В двигателях некоторых марок автомобилей на производстве осуществляется установка второго лямбда зонда. Наличие второго лямбда зонда дает возможность значительно повысить эффективность измерения концентрации воздуха, получая более точные показатели. Благодаря этому катализатор будет работать намного дольше и лучше, а количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ заметно снизится.
По своей конструкции кислородные датчики подразделяются на такие типы:
Как и в отношении любой детали, неисправность лямбда зонда – это лишь дело времени. И, хоть некоторым может показаться, что кислородный датчик играет не такую уж важную роль в функционировании автомобиля – это далеко не так. Сломанный зонд, при дальнейшей эксплуатации транспортного средства, способен привести к довольно серьезным поломкам, вплоть до перехода двигателя в режим аварийной работы. Почему?
Для дальнейшей езды можно отключить лямбда зонд, но рано или поздно все равно придется обращаться в автосервис. Одним из самых простых и эффективных решений проблемы является установка обманок лямбда зонда. Они позволяют погасить чек на приборной панели и позволить блоку управления двигателем перейти на штатный режим работы.
Перед тем, как произвести необходимые ремонтные работы, необходимо выкрутить кислородный датчик. Для этого в большинстве случаев необходимо наличие одного инструмента – разводного ключа. С его помощью можно легко откручивать зонд. Но перед тем, как открутить это устройство, тщательно осмотрите его корпус на наличие ржавчины. Отложения чаще всего находятся в месте прикрепления датчика к посадочному месту. Поэтому снятие лямбда зонда, корпус которого частично покрыт ржавчиной, лучше доверить опытным мастерам в автосервисе.
Для снятия нагара с кислородного датчика можно использовать ортофосфорную кислоту комнатной температуры. Замачивание зонда в данном веществе на протяжении 10 минут способствует удалению посторонних отложений, а также осевшего свинца со стержня устройства. Но нельзя держать зонд в кислоте слишком долго, так как это приведет к повреждению платиновых электродов.
Для большого количества автолюбителей замена лямбда зонда – это лучшее решение проблемы его неисправностей, так как в этом случае отпадает необходимость траты времени на чистку лямбда зонда и проведение сопутствующих операций. Поэтому для поддержания оптимальной работы катализатора рекомендуется менять кислородный датчик каждые 2-3 года (сохраняя чек для возможной замены по гарантии). Но, так как он может сломаться раньше указанного срока, то для предотвращения этого рекомендуется регулярная проверка лямбда зонда.
Для проверки работоспособности кислородного датчика используются специальные считывающие устройства – тестеры (более точное название – «мультиметры»), которые сочетают в себе функции нескольких измерительных приборов.
Перед тем, как проверить лямбда зонд мультиметром, необходимо завести автомобиль, дать двигателю прогреться и после заглушить его. Затем, после осмотра зонда на предмет загрязнений (которые необходимо удалить, либо при их отсутствии) необходимо подключить мультиметр к лямбда зонду (который предварительно отсоединяется от колодки). После нужно завести автомобиль и довести количество оборотов до 2500. Если показания тестера не превышают при этом 0,9 Вт, то датчик исправен. В противном случае (если показатель меньше 0,8 Вт) иного выхода, кроме как поменять лямбда зонд, нет. При этом необходимо учитывать их распиновку.
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Ремонт лямбда зонда своими руками
Приветствую вас друзья на сайте ремонт автомобилей своими руками. Лямбда-зонд можно отнести к одной из самых важнейших деталей в работе двигателя и в выхлопной системе транспортного средства.
А это вызывает большой интерес у большинства водителей, как же можно проверить датчик кислорода?Как проверить датчик кислорода (лямбда-зонд)Проверить датчик совсем несложно, о чем мы постараемся подробно рассмотреть в этой статье. Лямбда-зонд — специальное устройство, которое еще называют датчиком кислорода, находится он в выхлопной системе на выпускном коллекторе.Информация, которая предается с этого кислородного устройства, дает возможность блоку управления всегда поддерживать необходимый состав топливной смеси.Допустим при попадании в камеру сгорания очень обедненной или сильно обогащенной смеси, лямбда-зонд сигнализирует электронной системе вашего транспортного средства и компьютер начинает корректировать необходимые параметры.
Уникальностью этих устройств заключается в том что они производятся из термостойких материалов, и предназначены работать в режиме высоких температур.Разновидности устройств: Перед началом проверки датчика, необходимо ознакомиться с основными причинами, которые способны выводить его из строя.
Что бывает если датчик кислорода пришел в негодность:
Рекомендуется вести контроль за работой датчика, который необходимо проверять не реже одного раза, после каждого пробега в 10000 километров. Так же на забудьте прочитать статью про датчик холостого хода.
Существует визуальная проверка, которая является самым легким и понятным методом, с которого и следует начинать. Для начала нужно осмотреть все разъемы, к которым подключаются провода и все они должны быть надежно и плотно зафиксированы на местах.
Визуальный осмотр устройства: Наличие сажи обычно появляется из-за дефектного нагревателя датчика, также может образовываться за счет сгорания сильно обогащенной смеси, что в итоге засоряет датчик и он начинает неправильно работать.Блестящие отложения появляются из-за большой концентрации свинца в бензине. Обычно в этих случаях желательно заменить устройство, так как свинец уже смог повредить зонд и каталитический нейтрализатор.Беловатые и сероватые отложения тоже ведут к замене датчика, потому как они бывают из-за различных присадок используемых в топливе, что тоже ведет к неисправности прибора.
Лямбда-зонд можно проверить тестером, цифровым вольтметром, осциллографом, но такого прибора у многих просто нет и не все умеют им пользоваться.Первое что нужно сделать это прогреть мотор, затем находим датчик под капотом или снизу авто в зависимости от марки машины, который нужно хорошенько осмотреть.Если он обильно покрыт сажей, или другими различными веществами, то проверка уже не нужна, так как придется заменить устройство.Далее следует убедиться, что отсутствуют различные механические повреждения, так же обратить внимание на целостность проводки которая к нему подходит.Если все в норме, нужно запустить движок автомобиля, но предварительно отключив разъем от кислородного датчика и подключив к вольтметру.Далее нажимаем на педаль газа и набрав 2500 об/мин отпускаем акселератор. Затем очередь вакуумной трубки, которую постарайтесь вытащить из регулятора давления топлива.Теперь определяем исправность зонда, для чего лишь требуется только взглянуть на измерения вольтметра, если показания 0,8 Вт или в меньших пределах, чем на отметке, либо совсем отсутствуют, значит датчик неисправен.Далее необходимо проверить на обедненную смесь, для чего провоцируется подсос воздуха, при помощи вакуумной трубки.Вольтметр должен показать отметку в 0,2 Вт или и того меньше, то датчик кислорода исправен. Но, а другие результаты разумеется свидетельствуют о неисправном датчике и неизбежной замене.
Датчик кислорода необходимо покупать с идентичной маркировкой, она есть на самом датчике. Процесс замены датчика выполняется только тогда, когда полностью остыл движок, а зажигание находится в выключенном состоянии.Негодную деталь выворачиваем гаечным ключиком, предварительно отсоединив проводку, которая к нему подходит, после чего на место неисправного датчика можно вворачивать новенький, будьте осторожны и рассчитывайте свои силы, а то можно нечаянно сорвать резьбу.После смены лямбда-зонда потребуется подсоединить разъем с проводами и проверить работу уже новенького датчика.Проверка лямбда-зонда, довольно простая процедура и вполне по силам любому начинающему владельцу авто.
На этом все удачной дороги и без поломок. Если есть какие то дополнения или советы пишите в комментариях.
15.04.2015 | 1966 | Ремонт ВАЗ 2110 | Комментариев нет
Лямбда зонд или кислородный датчик (датчик кислорода) играет важную роль в «жизни» автомобиля. От этого датчика, о существовании которого многие и не догадываются, на самом деле зависит очень много, например: правильная и бесперебойная работа двигателя, расход топлива, мощность силового агрегата и т. д.Тяжелые условия работы этого датчика со временем сказываются на его состоянии, поэтому неудивительно, что спустя несколько десятков тысяч километров, лямбда зонд начинает «компостировать мозги».
Снаружи и во внутренней части лямбда зонда накапливается толстый слой нагара, который собственно и становится причиной перебоев в его работе. Некоторые автомобилисты при первых признаках неисправности сразу же меняют датчик кислорода, хотя, как показывает практика, достаточно просто промыть датчик, используя специальное средство.
Как проверить лямбда зонд читайте здесь.В этой статье вы узнаете, как почистить лямбда зонд ВАЗ 2110 своими руками в домашних условиях. Пошаговая инструкция по промывке датчика кислорода позволит вам выполнить чистку этого датчика максимально быстро и эффективно.
Для того чтобы удалить образовавшийся налет состоящий из сажи, копоти и прочих загрязнений, нам понадобится специальная жидкость — ортофосфорная кислота. Ни в коем случае не пытайтесь использовать для чистки лямбда зонда наждачку, щетку по металлу, напильник или другие острые предметы, это приведет к тому, что датчик будет окончательно выведен из строя и все, что вам останется — это заменить датчик кислорода.1.
Для начала необходимо найти ортофосфорную кислоту. Если вам не удалось раздобыть кислоту, используйте преобразователь ржавчины.2. Далее следует демонтировать лямбда зонд.3.
Аккуратно опускаем рабочую часть (металлический наконечник) в подготовленную жидкость на 15-20 минут.4. Если загрязнения серьезные — можно воспользоваться зубной щеткой, с ее помощью копоть и нагар удаляются более эффективно.5.
В Инете есть статьи о том, как почистить лямбда зонд, в которых рекомендуется отрезать кончик на «лямбде» для более тщательной очистки, однако я рекомендую делать это лишь в том случае, если обычная чистка датчика кислорода ВАЗ 2110 не дала никаких результатов. После очистки ранее отрезанный кончик необходимо приварить обратно.6.
Когда поверхность датчика очищена и приобрела характерный металлический цвет, промойте лямбда зонд в воде и дайте подсохнуть.7. Установите «лямбду» на место и проверьте работу.Если после очистки датчика кислорода ничего не поменялось и мотор по-прежнему работает с перебоями — замените кислородный датчик новым.На сегодня все, до новых встреч на http://vaz-remont.ru/.
По этому, среди владельцев ВАЗа принято проводить ремонт лямбда зонда своими руками или вовсе отключать его (при этом просто делается прошивка мозгов тачки). Вопрос резонный: можно ли его отрубить от сети (убираем датчик и соединяем разъем).
В теории это не сулит ничего страшного, а на практике Электронный блок управления движкой выставит среднестатистические параметры для смеси топлива – характеристика будет скакать от богатой до бедной – пропадет бывалая динамичность машины и вырастет расход бенза. Так что, если у вас есть потребность тратить деньги на нужные вещи, читайте мануалы о том, как отремонтировать датчик кислорода.
Естественно, все эти признаки всего лишь догадки, они могут свидетельствовать о поломке других частей подвески или движки.Чтобы наверняка узнать, накрылся ли ваш датчик кислорода или нет, вам нужно проверить лямбда-зонд, тем более, что способы простые, выполнимые в гаражных условиях.
Еще одним важным моментом является верное прочтение ошибок, который вам выдаст борт в случае неисправности лямбды (если его нет, гоните машину в сервис, там вам точно помогут).Обычно, любая неполадка в машине выдается сигналом check engine, хотя, в ситуации с лямбда-зондом может и не загореться. Список самых частых кодов ошибок:
Последняя ошибка является самой распространенной, если цепь подогрева накрылась, лямбда зонд сразу выдает неверный сигнал электронного блока управления, и все выше перечисленные признаки неисправности можно соотнести с лямбдой.
Причины, влияющие на появление неисправностей датчика кислорода:
Все эти причины могут стать толчком к правильной мысли: как починить лямбда зонд?
Надо найти то место, где эта цепь порвалась. За одно проверьте все контакты, они могут окислиться и их нужно будет почистить (как всегда, незаменимая WD-шка 40 спасет мир). Проблемка с обрывом может сидеть в электронном блоке управления. С него просто может не идти сигнал.
Тут нужно смотреть, идет ли на лямбду питание.
Чистка – это самый распространенный вид ремонта, который связан не только с мелкими устройствами считывания, но и с другими частями системы. Вам потребуется удалить весь нагар, который всегда образуется на платиновых электродах керамического стержня.
Только не надо использовать наждачку или что-нибудь металлическое! Вы сотрете все напыление н керамической поверхности. Нужно взять специальное средство, например, то, которое растворяет ржавчину, не оставляя налета.
Если вам не помогли первые два случая, то попробуйте нагреть жидкость для удаления ржавчины, усилив ее действие.После того, как вы провели ремонт, нужно залатать спиленные дырки кемпи-сваркой и поставить лямбда зонд на место.
Ремонт своими руками > Автомобили > Как проверить лямбда зонд на автомобиле 06.11.2012 | Автор: АндрейПросмотров: 88 557
Здравствуйте! Многих автолюбителей волнует вопрос. А работает ли у меня на машине лямбда зонд. Как проверить его работоспособность на автомобиле своими силами? Отвечу.
Да можно. И не обязательно иметь целый диагностический комплекс. Все гораздо проще. Нам понадобиться цифровой мультиметр. Лямбда зонд (датчик кислорода) имеет от одного до четырех проводов.
С одним проводом (обычно черным) лямбда идет без подогрева. С двумя проводами один провод сигнальный, другой подогревателя.Также дело обстоит и с лямбда зондом на три и четыре провода. Там где их три, один провод сигнальный, а два других подогревателя.
Где провода четыре, то в нем один провод сигнальный (черный), серый провод это масса лямбды. два белых- подогревателя. Немножко разобрались с проводами. На тех автомобилях, где установлен лямбда зонд без подогревателя, можно поставить с подогревателем.
Для этого необходимо установить дополнительное промежуточное реле. На автомобили с лямбда зондом с подогревателем ставить зонд без подогревателя нельзя.Для проверки датчика кислорода (лямбда зонд) подсоедините отрицательный провод щупа мультиметра к корпусу двигателя.
Определите контакты на датчике кислорода. Как я уже говорил, проводов может быть от одного до четырех. Подключите положительный вывод щупа мультиметра к сигнальному проводу датчика кислорода. Прогрейте двигатель до нормальной температуры.
Разгоните двигатель до 2500-3000 об/мин на 3 минуты, чтобы разогреть датчик кислорода.Дайте двигателю работать на повышенных оборотах и проверьте включение датчика кислорода. Напряжение на датчике должно иметь величину от 0,2 до 1 вольта и включаться с частотой 8-10 раз за 10 секунд.
Если напряжение примерно равно 0,45 вольт и не меняется, то датчик кислорода попросту не работает. Можно смело откручивать датчик и выбрасывать под забор.
Рекомендую при помощи самодиагностики или при помощи сканера считать коды неисправностей.При этом если датчик не рабочий, то модуль управления перейдет в режим без обратной связи или использует фиксированное напряжение около 0,45 вольт для поддержки коэффициента лямбды равной приблизительно единицы. Проверьте также цепь нагревателя датчика кислорода.
Если цепь нагревателя неисправна, то датчик кислорода может не успеть выйти на заданный температурный режим и нормально не работать. Это делается следующим образом:При помощи тестера проверьте наличие напряжения аккумулятора на фишке питания нагревателя датчика кислорода.
Если напряжение отсутствует, то проверьте провода идущие к реле или к выключателю зажигания. Проверьте также соединение с заземлением нагревателя лямбда зонда .Еще полезные статьи блога проверка регулятора холостого хода и проверка датчика температуры охлаждающей жидкости.- При исправном и прогретом датчике кислорода напряжение на сигнальном выводе должно меняться от 0,2 до 1 вольта с частотой 8-10 раз за 10 секунд (1Гц) при оборотах двигателя 2500 об/мин.
— При резком открытии дроссельной заслонки мультиметр должен показать напряжение 1 вольт. — При резком закрытии дроссельной заслонки показать напряжение около нуля. На этом процедуру проверки лямбда зонда можно считать оконченной.
Лямбда-зонд, он же датчик кислорода, позволяет оценивать количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах. Его показания позволяют ЭБУ корректировать состав смеси. Неисправности датчика кислорода могут вызвать неправильную работу двигателя.
Перед тем, как его заменить попробуйте восстановить датчик кислорода своими руками .Для начала разберемся, где находится и для чего нужен лямбда-зонд :
После запуска двигателя, находясь в выпускном коллекторе датчик кислорода начинает работать не сразу. Выхлопные газы обтекают рабочую поверхность датчика и он нагревается. Вступает в работу лишь тогда, когда температура становиться более 360 °C.
Для ускорения прогрева в него монтируют электронагреватель, потому обычно датчик имеет пару сигнальных проводов и пару от подогревателя.Датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в выхлопных газах и в атмосфере, вырабатывая на выходе соответствующую разность потенциалов. Поскольку некоторое количество кислорода должно присутствовать в выхлопе для нормального дожигания СО и СН на катализаторе, для более точного регулирования используют второй датчик кислорода. который располагают за катализатором.Первые 5-7 минут после запуска двигателя ЭБУ корректирует состав смеси на основании показаний других датчиков и по усредненным параметрам.
После этого времени, когда датчик кислорода нагрелся до рабочей температуры, тогда ЭБУ подключает его параметры в общую формулу расчета.Ошибка датчика кислорода может быть вызвана неисправностью цепи подогрева.
В следствии чего, датчик будет не успевать прогреваться за отведенное ему время, а это значит появятся неверные сигналы датчика кислорода. Топливная смесь будет не подходящей, что негативно сказывается на работе двигателя (большой расход топлива, плавают обороты на холостых, машина не едет).
Как только датчик кислорода прогреется до рабочей температуры, то все симптомы пропадают.Ресурс датчика кислорода ВАЗ может достигать 100-150тыс.км. но сервисная замена датчика кислорода на десятке должна проходить в промежутке 60-80тыс.км.
Как проверить датчик кислорода ?Чтобы сделать точное заключение о работоспособности датчика, нужно воспользоваться осциллографом. В остальных случаях определить состояние лямда-зонда можно только косвенно.
Частая причина неисправностей вызвана нагаром, который препятствует улавливанию кислорода и, соответственно, искажает выходной сигнал. Поэтому, чтобы восстановить датчик кислорода нужно очистить платиновые электроды на керамическом стержне от нагара.Очищать нагар механическими средствами нельзя, поскольку такой метод повредит напыление металла.
Остается лишь прибегнуть к помощи химии. Вскрываем датчик, для этого отпиливаем сначала первый, а затем и второй защитные колпачки. Цель: добраться до белого керамического стержня с нагаром такого же цвета.
Чтобы очистить стержень датчика от нагара потребуется ортофосфорная кислота, которая может входить в состав преобразователя ржавчины. Перед использование средств очистки убедитесь, что они не оставляют после себя защитный слой.Погружаем в средство для очистки наш датчик на 20 минут.
В течении этого времени жидкость начнет мутнеть, а нагар сходить (допускается использование мягкой кисточки).Также избавиться от нагара позволяет нагревание, особенно, если после нагрева резко охладить стержень. Перепад температур вынуждает нагар трескаться и отваливаться, как скорлупу.
Пару раз раскаляем керамический стерженек на открытом огне.После очистки прихватываем колпачки на несколько точек полуавтоматической кемпи-сварки.Датчик кислорода ВАЗ 2110. как датчики иномарок имеют аналогичное строение, поэтому такая чистка лямбда-зонда подойдет каждому автолюбителю.Источник фото:
http://samadel.ru
Исходные данные:
Toyota Estima Emina, 1998
двигатель 2TZ-FE,
пробег 120 тыс. км
расход в городском режиме 15,5л.
Литература:
книга «Toyota Estima Emina Lusida 1990-1999гг», издательства «Легион-Автодата», а также статьи из различных сайтов и форумов.
Использовалось:
гаечные ключи
отвертки
вольтомметр (стрелочный) и электронный
соляная кислота
аммиак
газовая плита
средство для облегчения откручивания заржавевший резьбовых соединений «унисма».
Прежде всего, проверка КД, согласно алгоритма по Автодатовской книге:
Прогретый двигатель. Положительный провод вольтметра присоединить к выводу VF1, а отрицательный к выводу E1, перемкнуть выводы E1 и TE1 проволочкой, затем запускаем движку, обороты держим 2500 и считаем кол-во колебаний стрелки вольтметра за 10сек. Если больше 6-ти раз все в норме, если меньше, то возможно, что двигатель не прогрет, а значит прогреваем его и все повторяем сначала. Если снова меньше 6-ти раз или вообще ни разу, то необходимо считывать коды и искать неисправность.
У меня получилось кол-во колебаний 11. При этом никаких кодов ошибок система не выдала, т.е. датчик исправный. В общем-то, на этом можно было бы и закончить, но любопытство все-таки взяло верх, а может просто руки чесались.
Далее находим сам КД. Он у меня 4-х проводной. Отсоединяем его от выхлопной трубы, крепится он на двух шпильках, а они были порядком заржавевшие. Ввиду этого пришлось обработать резьбу «Унисмой». Далее отсоединяем разъем. После чего измеряем сопротивление на выводах В+ и НТ, при этом, согласно данным, приведенным в книге, номинальное сопротивление 5,1-6,3 Ом, если величина сопротивления выходит за указанные пределы – заменить КД. У меня получилось 13,3 Ом.
Вот блин, червячок сомнений закрался в душу, или у меня КД «умер», или в книге опечатка. Ну да ладно, терять, как говориться уже нечего, двигаемся дальше. Нагреваем КД на газовой горелке (наверно надо было бы нагревать на бензиновой горелке, но у меня таковой нет) и измеряем вольтаж на выводах противоположных В+ и НТ. Честно говоря, устал нагревать его. Реакции никакой, минут через 20 появились импульсы. Максимальное напряжение 0,2 V, при этом сопротивление на выводах В+ и НТ увеличилось до 17,5 Ом
Ну все, теперь пора и саму операцию проводить. Опускаем КД в баночку с соляной кислотой. Вообще-то рекомендовали ортофосфорную кислоту, но ввиду отсутствия таковой использовалась соляная. За сей реактив, хотел бы поблагодарить ROMANа с форума сайта 27R.Ru.
Будьте крайне осторожны при работе с кислотой, ибо она способна разъедать не только то, что мы хотим, но все на что попадет, а также старайтесь не вдыхать ее пары т.к. можно обжечь носоглотку. Перед тем как приступить к работе с кислотой, необходимо приготовить вещество, нейтрализующее кислоту. Подойдет нашатырный спирт либо любая другая сильная щелочь (можно развести аммиак водой).
КД находился в этой среде примерно минут 15-20, при этом с его поверхности отваливались кусочки сажи. Отверстия защитного экрана прочищались спичкой. После чего КД был промыт в нашатырном спирте, для нейтрализации кислоты и далее в проточной воде, затем тщательно протерт и высушен. Не забываем и про то, что пары кислоты могут повредить провода и разъем КД их также необходимо тщательно промыть.
| Расположение диагностического разъема в а/м Toyota Estima Emina. Под передним левым сиденьем. | ||
| Перемыкаем вывода Е1 и ТЕ1 проволокой, затем положительный вывод(красный) присоединяем в выводу VF1, а отрицательный (черный) к Е1 и считаем кол-во колебаний стрелки. | ||
| Далее находим сам КД. Он у меня 4-х проводной. Отсоединяем его от выхлопной трубы, крепится он на двух шпильках, а они были порядком заржавевшие. Ввиду этого пришлось обработать резьбу «Унисмой». | ||
| Далее отсоединяем разъем. После чего измеряем сопротивление на выводах В+ и НТ, при этом, согласно данным, приведенным в книге, номинальное сопротивление 5,1-6,3 Ом, если величина сопротивления выходит за указанные пределы – заменить КД. | ||
| Кислородный датчик до обработки | ||
| КД имеет 4 вывода. Верхние два вывода В+ и НТ, на которых измеряется сопротивление. | ||
| Измерение сопротивления на выводах В+ и НТ | ||
| Показания омметра при измерении сопротивления на выводах В+ и НТ. Согласно книге сопротивление не должно превышать 6,3 Ом, а у меня аж 13,3 Ом. Типа «пациент» скорее мертв чем жив 🙂 | ||
| Собственно сам процесс «реанимации» КД. Купание в соляной кислоте. | ||
Кислородный датчик после купания в кислоте. Выглядит несколько посвежевшим, хотя уж больно это мне напоминает старую даму после пластической операции. 🙂 |
||
Вот собственно и вся операция. Сопротивление на выводах В+ и НТ осталось неизменным 13,3 Ом. Попробуем еще раз нагреть КД на газовой горелке. О-о-о! Как интересно, датчик ожил буквально через пару минут после нагрева и при этом вольтаж достигал 0,85V и при этом реагировал гораздо быстрее, будто бы ожил, хотя я так думаю, что это предсмертная агония 🙂
Сборка производится в обратной последовательности.
Результат (субъективно) более острая реакция двигателя на педаль газа, более резвый разгон. Расход пока не знаю, но думаю уменьшится.
P.S. Ну вот и данные по расходу: 20 литров 135 км по городу, т.е. чуть меньше 15 литров, а до этого было чуть меньше 16-ти, а если прибавить то что температуры ночные и дневные падают, а также тот факт что Хабаровск весь в дыму, думаю расход еще меньше был бы. Ну, гадать нааверное нет смысла результат снижение расхода на литр. С чем конктретно это связано не знаю, толи КД помыл, толи форунки почистились, толи и то и другое.
Тема в форуме: https://27r.ru/forum/viewtopic.php?t=3105
В двигателях внутреннего сгорания кислород определяет оптимальное соотношение компонентов горючей смеси, эффективность и экологичность работы двигателя. Лямбда (λ) зонд – это прибор для изменения объема кислорода или его смеси с несгоревшим топливом в коллекторе силового агрегата. Представление об устройстве и принципе работы датчика поможет владельцу авто контролировать его работоспособность, предотвращая нестабильную работу двигателя и перерасход топлива.
Лямбда зонд, установленный на выхлопной трубе
Жесткие экологические требования для автомобилей заставляют производителей применять каталитические нейтрализаторы, уменьшающие токсичность выхлопа. Но его эффективной работы невозможно добиться без контроля состава воздушно-топливной смеси. Такой контроль осуществляет датчик кислорода, он же λ-зонд, работа которого основана на использовании обратной связи устройства и топливной системы с дискретной или электронной системой впрыска.
Измерение количества лишнего воздуха производится определением остаточного кислорода в выхлопном газе. Для этого лямбда-зонд ставят перед катализатором выпускного коллектора. Сигнал датчика обрабатывает блок управления и оптимизирует воздушно-топливную смесь, более точно дозируя подачу форсунками топлива. На некоторых моделях авто устанавливается второй прибор после катализатора, что делает приготовление смеси еще более точным.
Лямбда-зонд работает как гальванический элемент с твердым электродом, выполненным в виде керамики из двуокиси циркония, легированной окисью иттрия, на котором нанесено платиновое напыление, выполняющее роль электродов. Один из них фиксирует показания атмосферного воздуха, а второй – выхлопного газа. Эффективная работа прибора возможна при достижении температуры более 300оС, когда циркониевый электролит приобретает проводимость. Выходное напряжение появляется от разницы количества кислорода в атмосфере и выхлопном газе.
Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)
Существует два вида λ-зонда – широкополосный и двухточечный. Первый тип обладает более высокой информативностью, позволяющей более точно настроить работу двигателя. Устройство изготавливают из материалов, выдерживающих повышенные температуры. Принцип работы всех типов датчика одинаков, и заключается в следующем:
Внешний вид неисправного лямбда зонда
Как и любое другое устройство, лямбда-зонд может выходить из строя, но в большинстве случаев автомобиль остается на ходу, при этом динамика его движения значительно ухудшается, и расход топлива возрастает, из-за чего транспортное средство нуждается в срочном ремонте. Поломки λ-зонда происходят по следующим причинам:
Основные неисправности λ-зонда проявляются в следующих признаках:
Проверка лямбда зонда мультиметром
Для самостоятельной проверки λ-зонда необходим цифровой вольтметра и руководство по эксплуатации автомобиля. Последовательность действий при этом следующая:
При поломке λ-зонда, его можно просто отключить, при этом блок управления перейдет на средние параметры впрыска топлива. Это действие сразу даст о себе знать в виде повышенного расхода горючего и появлением ошибки в ЭБУ двигателя. При поломке лямбда-зонда, его необходимо заменить. Но существуют технологии «оживления» неисправного датчика, которые позволяют с определенной долей вероятности вернуть его в работоспособное состояние:
Ремонт лямбда зонда отмачиванием в ортофосфорной кислоте
1. Промывка прибора ортофосфорной кислотой при комнатной температуре в течение 10 мин. Кислота разъедает нагар и осевший свинец на стержне. При этом важно не переусердствовать, чтобы не повредить платиновые электроды. Устройство вскрывают, срезая на токарном станке колпачок у самого основания, и окунают стержень в кислоту, после промывают в воде и приваривают колпачок на прежнее место аргоновой сваркой. После процедуры сигнал восстанавливается спустя 1-1,5 ч. работы двигателя.
Старый и новый лямбда зонд
2. «Мягкая зачистка» электродов ультразвуковым диспергатором в эмульсионном растворе. Во время процедуры возможно появление электролиза вязких металлов, отложившихся на поверхности. Перед зачисткой учитывают конструкцию зонда и материал его изготовления (керамика или металлокерамика), на которую нанесены инертные материалы (цирконий, платина, барий, и т. д.). После восстановления датчик испытывают при помощи приборов и возвращают в автомобиль. Процедуру можно повторять многократно.
Лямбда-датчики были впервые установлены на автомобилях в 1977 году для повышения эффективности двигателей внутреннего сгорания и снижения вредных выбросов выхлопных газов, таких как угарный газ.Датчики работают, измеряя количество кислорода в выхлопе, при этом эффективному двигателю требуется определенное количество воздуха и топлива в его цилиндрах при сгорании — идеальное соотношение составляет 14,7: 1 (14,7 частей воздуха на одну часть топлива). Эта идеальная смесь называется «лямбда», и отсюда происходит необычное название.
Уровни, рассчитанные с помощью лямбды, отправляются в виде данных в ЭБУ, который затем вычисляет и определяет, как лучше всего достичь идеальной смеси воздуха и топлива при сгорании.
Неправильная топливно-воздушная смесь будет либо богатой, либо бедной:
Многие автомобили теперь оснащены лямбда-зондом pre-cat и лямбда-зондом post-cat. В то время как лямбда-зонд перед каталитическим нейтрализатором взаимодействует с ЭБУ, регулирующим соотношение воздух / топливо, лямбда-зонд перед каталитическим нейтрализатором выполняет диагностическую функцию, контролируя каталитический нейтрализатор.
Признаки отказа лямбда
Прежде чем автомобиль не пройдет проверку на выбросы или загорится индикатор проверки двигателя, водители могут заметить повышенный расход топлива и / или резкий холостой ход — оба являются признаками неисправности датчика. Как только датчик выходит из строя, OBD может отображать либо код P0131, либо P0134.
Причины выхода из строя
Многие просто потерпят неудачу из-за возраста. Срок службы ненагреваемого датчика составляет 45 000 миль; датчик с подогревом обычно может прослужить около 100 000 миль.Также следует учитывать повреждение нагревательного элемента, вибрацию или повреждение разъемов и / или проводов.
Другие, менее очевидные причины могут быть идентифицированы, исследуя внешний вид неисправного датчика.
Рекомендации по установке
Лямбда-зонд требует тщательной установки, чтобы обеспечить его долгосрочную надежность. Поэтому вилки и кабели не должны соприкасаться с источниками тепла, и следует соблюдать осторожность, чтобы не перекрестить резьбу или не перетянуть их.
VOLT рекомендует следующую процедуру установки:
1. При замене выхлопной системы или каталитического нейтрализатора всегда пользуйтесь возможностью установить новые датчики, так как существующие элементы очень хрупкие и могут быть легко повреждены
2. Очистить резьбу в выхлопной трубе с помощью чистящего крана
3. Наносите медную смазку только на резьбу датчика. Не смазывайте носик датчика. Хотя большинство лямбда-зондов предварительно смазаны, дополнительная смазка предотвратит истирание резьбы и уменьшит трение, которое может привести к чрезмерному крутящему моменту (особенно с резьбой из нержавеющей стали)
4. Затяните датчик с предписанным моментом затяжки, используя динамометрический ключ с подходящей головкой лямбда-зонда.
Превышение крутящего момента особенно опасно, когда датчики имеют нагревательный элемент, так как он может треснуть внутреннюю керамическую стенку, что приведет к выходу датчика из строя. Для автомобилей с двумя лямбда-датчиками VOLT всегда рекомендует заменять оба, поскольку каждый из них имеет одинаковый пробег и соответствует одинаковым условиям / стандартам вождения, а если один из них вышел из строя, скорее всего, это сделает и другой.
Загрязнение антифриза
Визуальные знаки: Носик датчика будет иметь зернистое белое / светло-серое покрытие.
Причина: Охлаждающая жидкость с антифризом могла попасть в процесс сгорания и достигла лямбда-зонда.
Решение: Проверить прокладку головки на герметичность и при необходимости отремонтировать.
Загрязнение масла
Визуальные знаки: Обратите внимание на маслянистые черные отложения, оставшиеся на носике датчика.
Причина: Возможно, в автомобиле слишком много масла.
Решение: Тщательно проверьте двигатель на герметичность, включая обычные уплотнения, которые могут выйти из строя. После ремонта замените датчик.
Загрязнение присадок к двигателю
Визуальные знаки: Носик датчика загрязнен белыми или красными отложениями.
Причина: Чрезмерное использование какой-либо присадки к двигателю или топливу может привести к загрязнению или блокировке лямбда-зонда.
Решение: Перед заменой необходимо очистить топливную систему.
Загрязнение свинцом
Визуальные знаки: Носик датчика может быть загрязнен блестящими серыми отложениями.
Причина: В настоящее время встречается не так часто, обычно из-за воздействия этилированного топлива на платиновые детали или датчик.
Решение: Замените все этилированное топливо в системе неэтилированным.
Загрязнение топлива
Визуальные знаки: Если топливо горит слишком богатым, на носике датчика может появиться черная сажа.
Причина: Повреждение датчика или неисправность в топливной системе может привести к высокому соотношению воздух-топливо и образованию черной сажи.
Решение: Измерьте выхлопные газы, чтобы убедиться, что топливная система работает. Проверьте управление нагревателем датчика и нагреватель датчика.
(СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: http: // www.megamanual.com/PWC/LSU4.htm)
Прежде чем понять аппаратную схему PWC и управляющее программное обеспечение, необходимо понять, как работает широкополосный датчик кислорода [WBO2] (эти датчики также известны как универсальные датчики кислорода в выхлопных газах [UEGO]).
Прецизионный широкополосный контроллер разработан для использования новейших «широкополосных» кислородных датчиков. Эти датчики, управляемые электроникой прецизионного широкополосного контроллера, могут напрямую измерять соотношение воздух / топливо. Вместо переключения назад и вперед с богатой на обедненную смесь, как у традиционных датчиков кислорода в выхлопных газах с «узкой полосой», широкополосный датчик выдает сигнал, который прямо пропорционален соотношению воздух / топливо, создаваемому контроллером впрыска топлива.Широкополосный кислородный датчик реагирует на изменения в топливно-воздушной смеси менее чем за 100 миллисекунд.Схема прецизионного широкополосного контроллера предназначена для прямого управления топливной смесью, поэтому она должна быть точной и воспроизводимой. При настройке двигателя на дороге или на динамометре желательно иметь средства контроля воздушно-топливного отношения двигателя (AFR), которое также может быть выражено через лямбда (λ). Во время этих сеансов настройки параметры двигателя / транспортного средства / окружающей среды остаются постоянными, за исключением настраиваемой переменной.Широкополосные измерители используют пользовательский интерфейс для получения текущего AFR / лямбда, чтобы тюнер двигателя мог регулировать и оптимизировать подачу топлива.
Прецизионный широкополосный контроллер — это устройство с обратной связью по смеси. Устройство обратной связи по смеси используется для определения мгновенной смеси в работающем двигателе, где эти параметры вводятся обратно в уравнение заправки в ЭБУ для коррекции ширины импульса форсунки в реальном времени. Основное требование к устройству обратной связи по смеси состоит в том, что оно должно быть воспроизводимым для абсолютно всех условий окружающей среды и иметь одинаковые показания для экстремально жарких или морозных условий.Этот ответ вводится обратно в уравнение заправки в ЭБУ для коррекции ширины импульса форсунки в реальном времени . Основное требование к устройству обратной связи по смеси состоит в том, что оно должно быть воспроизводимым для абсолютно всех условий окружающей среды — одинаковые показания для экстремально жарких или морозных условий.
Кроме того, функция отклика широкополосных датчиков UEGO зависит от таких параметров, как тип углеводорода, рабочая температура, температура выхлопных газов, противодавление выхлопных газов и т. Д.Если какой-либо из этих параметров изменяется, контроллер должен знать об этом и уметь исправлять / компенсировать.
Брюс и Эл приобрели расходомер Horiba на 5 газов непосредственно у компании Horiba, так что это, наряду с использованием первичных газовых стандартов для контрольных газов, позволяет им точно знать, что видит датчик.
На самом деле существует разница между широкополосным измерителем EGO и широкополосным устройством, которое непосредственно контролирует топливную смесь — устройство смешивания должно быть всегда точным или, по крайней мере, иметь возможность уведомлять контроль смеси, что сигнал WB не в пределах допуска.Управление подогревателем очень импортное. Устойчивый режим работы легко контролировать.
Проблемы возникают из-за таких событий, как восстановление после ускорения, когда температура датчика будет изменяться из-за изменений в потоке выхлопных газов. Если температура датчика изменяется, то требуемый ток насоса для поддержания равновесия также изменяется (все остальное остается неизменным) — вы должны либо поддерживать регулируемую температуру датчика. или имеют поправочные коэффициенты — либо оба (см. Раздел 5.1 данных LSU). лист для графика температуры с различными условиями работы двигателя и влияние температуры выхлопных газов).
Добавьте переходный отклик для контура насоса, точность самой схемы измерения насоса и т. Д., И все может пойти не так — и в неподходящее время. Справиться со всеми этими эффектами (и их величиной) важно для всего, что поддерживает смесь AFR. И единственный способ разобраться — это сравнить с известной откалиброванной системой и провести множество испытаний.
Широкополосный датчик соотношения воздух / топливо сочетает в себе чувствительную к кислороду ячейку «Нернста» узкополосного датчика с «кислородным насосом» для создания устройства, которое дает широкий диапазон отклика на различные соотношения воздух / топливо.Ячейка Нернста определяет кислород в выхлопных газах так же, как обычный узкополосный датчик O 2 . Если есть разница в уровнях кислорода на чувствительном элементе ZrO 2 , ток течет от одной стороны к другой и создает напряжение.
Широкополосный датчик кислорода в выхлопных газах имеет множество конструктивных форм, но в основном они похожи. Они состоят из двух частей: эталонной ячейки Нернста и ячейки кислородного насоса, сосуществующих в пакете, который содержит эталонную камеру и нагревательный элемент (используемый для регулирования температуры Нернста / насоса).
Широкополосный датчик работает только в сочетании со специализированными широкополосными цепями управления, которые регулируют как ток ячейки накачки, так и нагреватель. В электронику прецизионного широкополосного контроллера встроен необходимый блок управления для широкополосного кислородного датчика.Прежде чем углубляться в работу ячеек Нернста и насосных ячеек, важно понять, что на самом деле датчик пытается измерить. Для начала давайте разберемся с химическими реакциями, происходящими при горении.
Во-первых, осознайте, что для возникновения горения необходимо топлива, (например, углеводород) и источник оксигенатов (т.е.е. кислород и / или молекулы или частичные молекулы, которые содержат кислород). Кроме того, имеется разбавителя , которые присутствуют в смеси, но не способствуют фактическому сгоранию (например, азот [N 2 ]). Это справедливо для любого события возгорания, будь то внутри двигателя внутреннего сгорания или у небольшого костра.
Во-вторых, каждый атом сохраняется в процессе сгорания, поэтому можно использовать составляющие выхлопного газа для восстановления количества топлива и оксигенатов перед сгоранием.В противном случае широкополосные кислородные датчики не смогли бы определять соотношение воздух / топливо перед сгоранием.
Событие горения можно выразить как баланс входных реагентов: топлива, оксигенатов и разбавителей (например, бензин, смешанный с воздухом) и образующихся продуктов сгорания (т. Е. Состава выхлопных газов). Обратите внимание, что это химический баланс , что означает, что каждый элемент должен быть учтен в его молекулярном балансе до и после горения.Другими словами, если мы знаем пропорции топлива, оксигенатов и разбавителей, поступающих в двигатель, можно определить видовой состав выхлопных газов. И мы можем работать в обратном направлении. Если мы знаем состав выхлопных газов, мы можем определить соотношение воздуха и топлива (как в молярном количестве, так и в молекулярной массе).
Представим химический состав всасываемого топлива как углерод, водород, кислород и азот в пропорции:
C α H β O γ N δ, где α, β, γ и δ представляют количество каждого из присутствующих элементов (т.е.е. молей каждого элемента). Например, октан имеет молекулярный состав C 8 H 18 , поэтому имеется 8 атомов углерода и 18 атомов водорода, поэтому мы имеем α = 8, β = 18, γ = 0 и δ = 0. . Очевидно, что другие молекулы топлива имеют другой состав.Обычно химики работают с величиной, называемой «моль» , которая представляет собой определенное очень большое количество атомов или молекул любого данного вида [типа]. Соединение одного моля атома A с двумя молями атома B — то же самое, что объединение одного атома A с двумя атомами B, много-много раз.
Мы можем объединить топливо с воздухом и записать простое уравнение баланса для сгорания и баланс молярных количеств до и после сгорания:
Элементы в левой части стрелки представляют собой топливо / оксигенаты / разбавители, поступающие в двигатель, а элементы справа — молярные количества после сгорания. Мы хотим найти неизвестное ε, которое представляет собой молярное отношение топлива к воздуху (отношение эквивалентности), и коэффициенты ν 1 , ν 2 и ν 3 , которые описывают состав продукта.Переменная x o представляет собой относительный молярный процент кислорода во всасываемом воздухе (0,21 — обычно используемое значение), а x n представляет собой относительный молярный процент азота (часто используется 0,79. ).Обратите внимание, что у нас больше неизвестных, чем уравнений, поэтому нам придется использовать некоторые известные ограничения, чтобы помочь нам найти неизвестные. Во-первых, атомы сохраняются (т.е. то, что входит, должно выходить наружу), поэтому мы можем немедленно записать следующие соотношения (известные как уравнения баланса элементов):
Решение для уравнений баланса (перечисленных выше) следующее: Отсюда можно записать стехиометрическое соотношение топливовоздушных масс как: Обратите внимание, что стехиометрическое массовое воздушно-топливное соотношение является обратной величиной приведенного выше уравнения.Кроме того, эквивалентное соотношение топливо-воздух определяется как фактическое соотношение топливо-воздух, деленное на стехиометрическое соотношение топливо-воздух (обратите внимание, что обратная величина определяется как лямбда): Теперь, поскольку мы имеем дело с выхлопными газами (то есть с низкой температурой по сравнению с фактическим сгоранием) и отношением углерода к кислороду меньше единицы, можно ввести CO и h3 в баланс: Это довольно сложно решить, но мы знаем, что некоторые вещи могут облегчить нашу жизнь. Во-первых, если смесь бедная (т.е. φ 5 и ν 6 равны нулю. Для богатых смесей ν 4 = 0. А для богатого случая мы можем ввести константу равновесия водный газ для реакции: что дает константу K p : где t — температура в Кельвинах.При этом ν 5 можно оценить как решение квадратичной:
куда: Используя этот результат, можно составить таблицу с описанием решения для каждого вида газа для бедных или богатых ситуаций: Во всем этом есть несколько моментов.Во-первых, углеводород / топливо, указанные как: C α H β O γ N δ может быть комбинацией двух или более углеводородов. Например, когда топливо смешивается со спиртом, полученная смесь может быть выражена как один углеводород со сбалансированными индексами. То же самое верно для закачки воды или закиси азота. Это очень важное преимущество при использовании математического подхода к определению лямбда — при изменении компонента топлива можно соответствующим образом адаптировать отклик широкополосного сигнала без какой-либо повторной калибровки.Это не относится к системам, которые полагаются на фиксированную «кривую» отклика широкополосного датчика. И, если широкополосный контроллер подключен к ЭБУ (через шину CAN), и ЭБУ контролирует подачу воды или азота, можно мгновенно настроить кривую лямбда-отклика для любых ратиометрических комбинаций углеводородов. Это важное требование к контроллеру смеси.Затем можно разделить выражение углеводород / топливо на константу, что сделает индекс углерода равным единице.Это создает соотношение H / C, соотношение O / C и соотношение N / C — они часто встречаются в литературе. Например, топливо C 8 H 18 (октан) может быть нормализовано до C 1 H 2,25 = CH 2,25 , где отношение H / C равно 2,25, отношение O / C равно 0 (потому что нет кислородного компонента) и N / C 0 (нет компонента), и, конечно, индекс C равен 1. Другим примером является топливо CH 3 NO 2 , которое уже имеет C нижний индекс 1, поэтому отношение H / C равно 3, отношение N / C равно 1, а отношение O / C равно 2.Просто обратите внимание, что обе формы выражения топлива идентичны.
Примечание: Для тех, кто хочет поэкспериментировать с приведенными выше уравнениями, мы разработали программу COMBAL, приложение для ПК, работающее под Windows. Один в основном вводит отношения H / C и O / C, равновесие выхлопных газов и целевую лямбду, и он генерирует процентное содержание молей каждого из видов газа. Также выполняется сравнительная проверка с использованием уравнения Бретчнайдера. Приложение можно скачать с:
www.bgsoflex.com/pwb/combal.zip Наконец, есть два других газовых компонента, CO и H 2 , которые также присутствуют в выхлопных газах. Они взяты из баланса, известного как равновесие вода-газ — подробнее об этом позже в этом документе, но достаточно сказать, что это действительно важно при работе широкополосного датчика.Вы еще не запутались? Если да, не беспокойтесь. Все, что мы здесь подчеркиваем, это то, что с известным входящим топливом, разбавителями и оксигенатами можно предсказать концентрации газов в выхлопных газах.И мы можем пойти в обратном направлении — с помощью измеренных компонентов газа можно определить входящую смесь с точки зрения лямбда или соотношения воздух / топливо. Вернитесь и перечитайте раздел несколько раз, важно понимать этот аспект.
К анализу, который здесь не показан, гораздо больше — см. Статью Bowling & Grippo по аналитическому методу для точного широкополосного контроллера в целом.
Ячейка Нернста и ячейка кислородного насоса соединены вместе таким образом, что требуется определенное количество тока для поддержания сбалансированного уровня кислорода в диффузионном зазоре.Измерение этого тока позволяет прецизионному широкополосному контроллеру определять точное соотношение воздух / топливо, при котором работает двигатель.
Насосная ячейка может потреблять либо кислород, либо углеводородное топливо в полости насосной ячейки, в зависимости от направления потока тока в насосной ячейке ( I насос ).
При нормальной работе датчика выхлопные газы проходят через диффузионный зазор в насосную ячейку. Этот выхлопной газ часто бывает богатым или бедным стехиометрическим.Любое условие определяется эталонной ячейкой, которая создает напряжение (Vs) выше или ниже сигнала Vref, как и узкополосный датчик).
Однако горение редко бывает идеальным. Даже при правильном соотношении воздух / топливо (AFR) сгорание может быть неполным, и могут образовываться CO, H 2 , NO x и углеводороды (HC). Это может быть вызвано гашением (фронта пламени относительно «холодных» поверхностей камеры сгорания), объемами щелей (над кольцами между поршнем и цилиндром) и многими другими факторами.
Однако относительные количества этих «побочных продуктов» меняются в зависимости от соотношения воздух / топливо. Когда топливно-воздушная смесь богата, эталонный элемент выдает высокое напряжение В с (выше 0,450 В). Прецизионный широкополосный контроллер реагирует на создание тока насоса ( I pump ) в одном направлении для потребления свободного топлива. Насосный элемент требует «отрицательного» тока, который изменяется от нуля до примерно 2,0 миллиампер, когда соотношение воздух / топливо составляет около 11: 1.Когда топливно-воздушная смесь обеднена, эталонная ячейка выдает низкое значение V s (ниже 0.450 вольт). Прецизионный широкополосный контроллер направляет ток насоса в противоположном направлении для потребления свободного кислорода. Насосной ячейке требуется «положительный» ток от нуля до 1,5 миллиампер, когда смесь становится «свободным воздухом».
Когда смесь воздух / топливо составляет 14,7: 1 (стехиометрическое соотношение для бензина), насосный элемент не требует выходного тока. Поскольку свободный кислород или свободное топливо нейтрализованы током насоса, сигнал обратной связи V s переходит примерно в 0.450 вольт (то же, что и значение Vref).
Для определения широкого диапазона соотношений воздух / топливо кислородный насос использует нагретый катод и анод, чтобы втягивать некоторое количество кислорода из выхлопных газов в «диффузионный» зазор между двумя компонентами. Насос приводится в действие двумя портами PWM или процессора с противоположной полярностью (с использованием H-моста или прямого привода порта процессора), а прецизионный широкополосный контроллер измеряет время, когда эталонная ячейка проходит через 0,45 вольт. Затем он может настроить синхронизацию ШИМ, чтобы ограничить этот 0.45 вольт стехиометрическая точка переворота.
Как и обычный узкополосный датчик, схема прецизионного широкополосного контроллера выдает сигнал низкого напряжения, когда соотношение воздух / топливо становится бедным, и сигнал высокого напряжения, когда смесь богатая. Но вместо того, чтобы резко переключаться на стехиометрическом уровне, он производит пропорциональное изменение напряжения. Оно увеличивается или уменьшается пропорционально относительному богатству или бедности соотношения воздух / топливо. При стехиометрическом соотношении воздух / топливо 14,7: 1 широкополосный датчик O2 будет давать устойчивый 0.450 вольт. Если смесь станет немного богаче или беднее, выходное напряжение датчика изменится лишь на небольшую величину, а не резко повысится или снизится.
Результатом является сенсорный элемент, который может точно измерять соотношение воздух / топливо (AFR) от очень богатой (10: 1) до очень бедной (свободный воздух). Это позволяет прецизионному широкополосному контроллеру напрямую управлять соотношением воздух / топливо. Вместо того, чтобы переключать соотношение воздух / топливо туда и обратно с богатого на бедное для создания средней сбалансированной смеси, PWC может просто добавлять или вычитать топливо по мере необходимости, чтобы поддерживать стехиометрическое соотношение 14.7: 1 или любое другое соотношение.
Еще одно различие между узкополосным датчиком, используемым в большинстве автомобилей, и широкополосным датчиком кислорода заключается в цепи нагревателя. Мощность нагревателя регулируется по замкнутому контуру во время измерения, так что достигается номинальное внутреннее сопротивление датчика R i = 80 Ом (измеренное с частотой от 1 до 4 кГц), что соответствует температуре керамики датчика прибл. 750 ° C, когда датчик новый. Схема нагревателя прецизионного широкополосного контроллера (PWC) модулируется для поддержания постоянной рабочей температуры от 1300 ° F до 1500 ° F (от 700 ° C до 800 ° C).Датчику требуется около 20 секунд для достижения рабочей температуры после холодного запуска.
Датчик включает нагреватель мощностью 10 Вт (3,2 Ом при 20 ° C, 2,1 Ом при -40 ° C), который обеспечивает поддержание датчиков при номинальной рабочей температуре 750 ° C (~ 1400 ° F). Ток, подаваемый на нагреватель, ограничивается схемой прецизионного широкополосного контроллера, чтобы предотвратить чрезмерный нагрев во время прогрева. Нагреватель датчика никогда не должен подключаться напрямую к напряжению батареи, он всегда должен управляться прецизионным широкополосным контроллером.Запускать подогрев датчика до запуска двигателя не рекомендуется, это повредит датчик.
Максимальная рабочая температура выхлопных газов для датчика составляет до 850 ° C (1560 ° F). При превышении максимальной температуры выхлопных газов необходимо отключить питание нагревателя, и точность сигнала датчика снизится. Горячий выхлопной газ с температурой выше рабочей температуры керамики также дает отклонение температуры керамики и выходного сигнала датчика. Холодный выхлопной газ, в дополнение к высокой скорости газа, может привести к снижению температуры керамики датчика, если система управления нагревателем не может поддерживать постоянную температуру керамики.Это приводит к отклонению выходного сигнала датчика. Как правило, изменение температуры керамики датчика дает отклонение выходного сигнала датчика на:
(ΔI насос ) / I насос прибл. 6% .. 7% / 100 тыс. Давайте двигаться дальше. Теперь давайте попытаемся понять работу секции ячейки Nernst в UEGO. Ячейка Нернста — это электрохимическая ячейка, состоящая из твердого электролита, проводящего только ионы кислорода. К этому электролиту прикреплены два платиновых электрода.Один электрод подвергается воздействию атмосферы, а другой — камере сравнения (подробнее об этом позже).На электродах происходят следующие реакции:
При возникновении этой реакции может генерироваться ток. Используя уравнение Нернста, можно рассчитать ЭДС, возникающую при отсутствии нагрузки: Где E — сгенерированная ЭДС Нерстиана ,Поскольку имеется нагреватель, поддерживающий повышенную температуру ячейки Нернста, существует температурный градиент, который генерирует напряжение смещения. Мы можем добавить этот член к указанному выше члену, и в процессе мы также можем упростить расчет, преобразовав логарифмы с основанием e в логарифмы с основанием 10:
Теперь, когда мы знаем работу ячейки Нернста, уместно немного рассказать о ее физической конструкции. Датчик UEGO имеет «плоскую структуру» — это означает, что он имеет прямоугольную форму, в отличие от наперстка или другой симметричной формы — подумайте о плоском сэндвиче из компонентов.В сэндвиче есть электролит Нернста, который обычно изготавливается из стабилизированного оксидом иттрия оксида циркония (YSZ), хотя существуют и другие формы. Что такое диоксид циркония, стабилизированный иттрием? Это диоксид циркония (ZrO 2 ), примерно три процента молей которого замещены иттрием (Y 2 O 3 ). Поскольку каждые два иона циркония заменяются иттрием, существует кислородная вакансия — это позволяет соседним ионам кислорода «прыгать» на эти места, а при повышенных температурах эта активность является основой для производства ЭДС.Продолжая обсуждение плоской структуры, существует внутренняя «диффузионная полость» — это полость, в которой «задерживается» проба выхлопного газа, а также там, где обращены секции Нернста и насоса. Как туда попадает газ? В результате процесса диффузии отбираемый отработавший газ попадает в полость. Чтобы не слишком «увлекаться» процессом диффузии, достаточно сказать, что существует два механизма распространения:
Очень важно отметить: диффузия Кнудсена зависит от температуры — это означает, что пористость испытательной камеры (то есть, сколько газа может входить / выходить) зависит от температуры головки датчика — вот почему ток накачки (описан далее) отличается для разных температур, как и зависимость противодавления выхлопных газов.
Вышеупомянутый кислородный насос — это то, что делает обычный кислородный датчик настоящим широкополосным устройством — на самом деле просто еще одна ячейка типа Нернста, к которой подключен внешний ток.
Выше мы говорили о «полости», где находится проба выхлопного газа, а с одной стороны — измерительная ячейка Нернста. С другой стороны находится насосная ячейка — эта ячейка используется для транспортировки кислорода в измерительную полость и из нее. Проще говоря, если выхлопной газ в измерительной ячейке обеднен, то имеется избыток кислорода (бедные смеси означают избыток кислорода). Мы можем «включить насос», чтобы удалить кислород из эталонной полости — и при надлежащем мониторинге с обратной связью измерительной ячейки Нернста мы можем откачать ровно столько кислорода, чтобы достичь стехиометрического баланса (примерно, когда измерительная ячейка Нернста показывает 0.45 вольт или около того).
Лучшее из всего: если мы отслеживаем ток накачки, мы можем использовать это для определения лямбда (λ) и AFR. Ток насоса связан с количеством откачанного кислорода как функция времени как:
где n — моли O 2 закачанного газа, t для времени и тока i . Чтобы сделать это уравнение полезным, его следует преобразовать в изменение парциального давления в эталонной полости.Также обратите внимание, что диффузия (объясненная выше) со временем приведет к увеличению количества выхлопных газов — поэтому мы делаем равновесие с обратной связью от измерительной ячейки Нернста, определяющей, сколько кислорода нужно откачать, в то время как больше выхлопных газов диффундирует. дюйм. Обратите внимание, что давление измеряемого выхлопного газа также влияет на степень диффузии в измерительную полость и из нее — это знаменитый эффект противодавления.Мы объяснили случай избытка кислорода, когда топливно-воздушная смесь обеднена.Как он работает на обедненной кислородом стороне или на стороне с повышенным соотношением воздух / топливо? В этом случае кислород «закачивается» в измерительную полость просто путем обратного приложения тока к насосному элементу. Обратная связь по измерительной ячейке Нернста указывает на достижение стехиометрического равновесия.
Что-то должно беспокоить ваш кишечник прямо сейчас …
Насосная ячейка работает на переносе ионов кислорода, но мы находимся в ситуации, когда в топливовоздушной смеси нет кислорода (т.е.е. мы богаты). Если мы станем намного богаче, у нас все равно не будет кислорода. Очень богатый, но без кислорода. Как в этом случае может возникнуть ситуация обратной связи?
Оказывается, внутри диффузионной измерительной полости протекают следующие химические реакции:
Таким образом, часть, перекачивающая кислород, вводит кислород в диффузионную камеру путем электролизного разложения диоксида углерода (CO 2 ) и воды (H 2 O) в измеряемом газе.Подумайте об этом так: у нас есть выхлопные газы, захваченные в диффузионной полости, которая содержит H 2 и CO, а кислородный насос вырабатывает O 2 — они объединяются, чтобы произвести CO 2 и воду. Если у нас больше H 2 и CO в выхлопных газах, то больше O2 из насоса преобразуется — и, чтобы увеличить производство O 2 , мы увеличиваем ток насоса.И оказывается, что H 2 и CO присутствуют в значительных количествах для богатого AFR и могут быть связаны с лямбда уравнением элементного баланса для топлива / оксигенатов / разбавителей, которые мы вывели выше.
Это не совсем верно, поскольку мы имеем дело с газовым балансом, а насос на самом деле является электрохимическим элементом (щелкните ссылки, чтобы получить справочную информацию о Принципе Ле Шателье для правил равновесного баланса, а также о Законе идеального газа), поэтому нам нужен кислород в H 2 O и CO 2 в качестве доноров для реакции — отсюда насос получает кислород. Это баланс, и, изменяя количество тока, подаваемого в насос, мы можем изменить баланс.Баланс также зависит от реакции воды и газа, о которой будет сказано ниже.
Наконец, лямбда (λ), которую мы все хотим знать, связана со всеми компонентами выхлопных газов в упрощенном соотношении, известном как уравнение Бретчнайдера :
Все это говорит о том, что существуют известные комбинации количества выхлопных газов (в молях или парциальном давлении), которые напрямую связаны с лямбда. К ним относятся H 2 и CO.Итак, вооружившись всеми этими знаниями, мы можем написать уравнение, связывающее ток насоса с компонентом выхлопных газов, а затем вставить его в уравнение Бретчнайдера (или более сложную форму — см. Статью Bowling & Grippo).Для стороны бедной смеси, где имеется избыток кислорода, уравнение тока насоса:
Таким образом, требуемый ток накачки I p — это просто парциальное давление O 2 в диффузионной камере, умноженное на калибровочный коэффициент K o2 . Помните, что это парциальное давление кислорода, а не молярное количество, поэтому необходимо учитывать элементарную массу.Для стороны богатой смеси, где нет кислорода, датчик измеряет количество CO и H 2 в выхлопных газах (парциальное давление):
Обратите внимание на знаки минус.Применяемый ток накачки имеет обратную полярность, поэтому кислородный насос является генератором кислорода, а не кислородным «присосом».Также обратите внимание на то, что датчик UEGO реагирует на несгоревшие углеводороды. Однако при нормальном сгорании количество несгоревших углеводородов находится в области миллионных долей, тогда как моли CO и H 2 значительно выше (например, в диапазоне 10-20%).
Измерение сопротивления ячеек Нернста
Точный контроль температуры широкополосного зонда UEGO является абсолютным требованием во время работы.Изменения температуры зонда UEGO приведут к изменению требуемого тока накачки (из-за разницы в диффузии в измерительной полости и из нее), поэтому мониторинг температуры позволяет вносить поправки в измерения. Широкополосный датчик не имеет какой-либо формы прямого измерения температуры (например, термистора, термопары и т. Д.).
Однако мониторинг сопротивления эталонной ячейки дает точное представление о температуре зонда — сопротивление эталонной ячейки зависит от температуры.Эталонная ячейка Нернста имеет высокое сопротивление при низких температурах (т.е. температурах окружающей среды) и сопротивление примерно 80-100 Ом при нормальной рабочей температуре. Таким образом, отслеживая внутреннее сопротивление эталонной ячейки, можно определить точную температуру зонда UEGO без необходимости во внешнем датчике температуры.
Существует несколько методов измерения сопротивления эталонной ячейки, в том числе отключение цепи накачки и приложение известного постоянного тока к эталонной ячейке и измерение результирующего напряжения, наконец, повторное включение цепи накачки.Этот метод требует нескольких аналоговых переключателей для подачи тока и восстановления цепи сервопривода насоса, когда это будет сделано. Кроме того, если к ячейке Нернста приложено смещение, то необходимо приложить ток противоположной полярности с той же длительностью, чтобы «сбросить» поляризацию ячейки. Единственная проблема этого метода заключается в том, что он «мешает» цепи обратной связи Nernst / pump.
Другой метод — подать высокочастотный сигнал в цепь накачки и измерить результирующее отклонение ЭДС.Сопротивление эталонной ячейки определяется связыванием по переменному току прямоугольной волны известной амплитуды и частоты через последовательное сопротивление и измерением амплитуды результирующей формы волны переменного тока. Эта форма волны присутствует всегда, и, поскольку она имеет высокую частоту по отношению к отклику контура обратной связи Нернста / насоса, она по существу усредняет. Это метод, используемый в PWB.
Схема работы очень проста. Известный источник прямоугольных импульсов с напряжением 5 В от пика к пику и частотой от 1 до 3 кГц (генерируемый DSP) емкостным образом соединен с положительным выводом опорной ячейки.Общий ток ограничен последовательным сопротивлением (плюс внутреннее сопротивление R i ) до 500 микроампер от пика до пика или ± 250 микроампер вокруг точки смещения V (смещение V установлено на 2,5 В, чтобы учесть двухпозиционное напряжение). полярный насос) — это значение соответствует техническим характеристикам, указанным в техническом паспорте Bosch LSU 4.2. Сигнал переменного тока генерирует соответствующее переменное напряжение со значением, основанным на внутреннем сопротивлении R i . Например, если R i = 100 Ом, то 500 микроампер (P-P), умноженные на 100 Ом, дают 50 милливольт p-p, или ± 25 мВ вокруг точки смещения V .Фактически, сопротивление ограничения последовательного тока и R и образуют схему резисторного делителя, управляемую потенциалом напряжения.
Для измерения напряжения используется конденсатор, блокирующий смещение постоянного тока (т. Е. Напряжение опорной ячейки) и пропускающий переменный сигнал. Вводится каскад усиления, и напряжение подается на аналого-цифровой порт процессора. Обратите внимание, что этот сигнал является сигналом переменного тока, поэтому выборка АЦП должна коррелировать с полярностью приложенного прямоугольного сигнала — это известно как синхронное выпрямление.Альтернативный метод — использовать схему мостового выпрямителя для восстановления положительных / отрицательных колебаний и затем фильтровать перед подачей на канал АЦП.
Этилированное топливо
Широкополосные датчики кислородарассчитаны на срок службы 100 000 миль (160 000 км / сек) при нормальных условиях эксплуатации. Замена требуется только в том случае, если датчик вышел из строя из-за необычных условий эксплуатации, физического повреждения или загрязнения. Например, выдувная прокладка головки может позволить кремнию попасть в выхлопную трубу и загрязнить датчик.Масло, сгоревшее в камере сгорания из-за негерметичных направляющих клапанов или колец, может привести к попаданию фосфора в выхлопную трубу и загрязнению датчика.
В зависимости от содержания свинца в отработанном топливе ожидаемый срок службы составляет:
Как правило, при использовании этилированного топлива датчик необходимо заменять при возникновении функциональных проблем, например.г. нестабильные холостые обороты, проблемы с управляемостью. Для грубой проверки работы датчика можно выполнить следующие тесты:
* Мы посвящаем прецизионный широкополосный контроллер памяти Garfield Willis . Гарфилд сыграл важную роль в ранних исследованиях и разработке широкополосного контроллера EGOR.
Последнее обновление: 05.04.2020 09:45:16
Контроллеры MegaSquirt ® и MicroSquirt ® являются экспериментальными устройствами, предназначенными для образовательных целей.Контроллеры
MegaSquirt ® и MicroSquirt ® не предназначены для продажи или использования на транспортных средствах с контролируемым загрязнением. Ознакомьтесь с действующими в вашем регионе законами, чтобы определить, является ли использование контроллера MegaSquirt ® или MicroSquirt ® законным для вашего приложения.
© 2004, 2007 Брюс Боулинг, Эл Гриппо и Лэнс Гардинер. Все права защищены. MegaSquirt ® и MicroSquirt ® являются зарегистрированными товарными знаками.Этот документ предназначен исключительно для поддержки плат MegaSquirt ® от Bowling и Grippo.
Первым источником информации был http: // www.motorcraftservice.com/vdirs/ … sm1104.pdf, где есть много хороших материалов о том, как работает и работает система Ford OBDII.
Ford использует так называемую «Температурную модель катализатора» для прогнозирования температуры в катализаторе и представляет собой расчетный метод, основанный на различных входных данных от датчика скорости двигателя — датчика воздушных масс и управляемой искры.
Эта так называемая «Температурная модель катализатора» также используется в других областях ECU — например, при обнаружении пропусков зажигания и, таким образом, также контролирует расчеты, связанные с выбросами.
Эта информация взята непосредственно из документа под названием «Обзор работы системы OBD для бензиновых двигателей за 2011 год» и является лишь небольшой частью этого всеобъемлющего документа.
Вот что там стояло под заголовком — Монитор системы снижения выбросов при холодном запуске.
Используемые температуры
Фактическая температура катализатора совпадает с предполагаемой температурой катализатора, которая используется другими частями системы управления двигателем, включая систему управления CSER.Входными данными для этой фактической температуры являются измеренная частота вращения двигателя, измеренная масса воздуха и заданная искра.
Ожидаемая температура катализатора рассчитывается с использованием того же алгоритма, что и фактическая температура катализатора, но входные данные другие. Требуемая частота вращения двигателя заменяет измеренную частоту вращения двигателя, требуемая воздушная масса заменяет измеренную массу воздуха, а желаемая искра холодного пуска заменяет управляемую искру. Результирующая температура представляет собой температуру катализатора, которая ожидается, если CSER функционирует должным образом.
Как указано — эта информация распространяется только на автомобили Ford — мне неизвестно, какие технологии используют другие производители автомобилей для определения температуры катализатора. У меня есть некоторые другие документы, которые касаются систем Lamborghnini OBD, но я лучше подожду с этой информацией позже.
Если вы ищете таблицу, касающуюся температуры катализатора в сравнении с входными сигналами других датчиков в качестве лямбда-зонда, то у меня ее еще нет.
Что вы думаете об этой информации!
У меня есть другие материалы, которые я могу опубликовать при необходимости.
Kim
Данная заявка представляет собой международную заявку США № PCT / EP2009 / 052589, поданную 5 марта 2009 г., в которой указаны Соединенные Штаты Америки и испрашивается приоритет заявки Германии № 10 2008 013 515.1, поданной 7 марта. , 2008, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
Изобретение относится к способу управления лямбда-датчиком, расположенным в системе выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания во время фазы нагрева, транспортному средству, содержащему устройство управления, выполненное с возможностью выполнения способа, и программные средства для выполнения способа.
Общеизвестно, что для соблюдения правовых норм, касающихся допустимых выбросов выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, требуется высокая эффективность методов очистки выхлопных газов. Одним из этих способов является предпочтительно точное регулирование состава выхлопных газов, так что катализатор, расположенный в системе выхлопных газов, предпочтительно может работать эффективно. Чтобы достичь высокой эффективности преобразования в современных трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах, они загружаются выхлопными газами, которые попеременно имеют небольшой избыток топлива (богатый) или небольшой избыток кислорода (обеднение).Согласно предшествующему уровню техники эта так называемая модуляция лямбда регулируется сигналом измерения лямбда-датчика, установленного перед каталитическим нейтрализатором. В целях мониторинга после каталитического нейтрализатора часто устанавливается второй лямбда-зонд, измерительный сигнал которого предоставляет информацию о достигнутой эффективности регулируемой системы выпуска отработавших газов и, например, позволяет использовать систему с замкнутым контуром. Можно предположить, что этот нижний по потоку контрольный лямбда-датчик изнашивается менее интенсивно или быстро из-за более удаленного от двигателя положения, и в целом и, как видно на протяжении всего срока службы продукта, обеспечивает значительно более точный измерительный сигнал из-за того, что состав выхлопных газов уже прореагировал. после каталитического нейтрализатора.Таким образом, самый задний лямбда-зонд используется для корректировки лямбда-регулирования вперед и / или для адаптации отклонений сигнала верхнего лямбда-зонда.
Современные лямбда-датчики основаны на принципе действия керамики, которая становится проводящей для кислорода при высоких температурах. Поэтому известные лямбда-датчики, например, имеют керамический корпус, на который нанесены электроды для определения напряжения или накачки электричества, а также нагревательный элемент, который нагревает керамический корпус до температур в диапазоне 600-800 ° C.Однако, если жидкая вода достигает горячего керамического тела при этих температурах, существует риск повреждения элемента в результате возникающего при этом термического напряжения. По этой причине согласно предшествующему уровню техники обычно ожидается нагревание лямбда-датчиков до тех пор, пока определенно не перестанет присутствовать текучая вода, вызванная конденсацией или расслоением, в месте установки лямбда-датчика. Применимые вычислительные функции обычно находятся в блоке управления двигателем.Проблема, возникающая в связи с этим, состоит в том, что лямбда-датчики можно нагревать только через некоторое время после запуска двигателя, и до тех пор двигатель может работать только неконтролируемым образом, что приводит к ухудшению выбросов выхлопных газов. Это особенно важно для крайнего заднего лямбда-зонда, потому что чем дальше место установки находится от двигателя, тем больше времени требуется до достижения требуемой температуры, при которой больше не будет жидкости в жидкости (так называемая остановка точки росы).Поэтому было бы желательно иметь возможность уже в ранний момент времени во время фазы холодной работы двигателя внутреннего сгорания до достижения точки росы оборудования для выхлопных газов, подавать в систему управления выхлопными газами оцениваемый сигнал лямбда-зонд. DE 10 2006 011 722 B3
раскрывает способ коррекции выходного сигнала широкополосного лямбда-зонда двигателя внутреннего сгорания. В рамках этого метода влияние влажности на значение лямбда, определяемое широкополосным лямбда-датчиком, идентифицируется и вычислительно устраняется с помощью модели компенсации.Для этого измеренная влажность вводится в калибровку широкополосного лямбда-зонда во время отключения топлива из-за выбега двигателя внутреннего сгорания.
DE 10 2005 059 794 B3: После переключения с предварительной настройки отношения богатой топливно-воздушной смеси в камере сгорания соответствующего цилиндра двигателя внутреннего сгорания на предварительную настройку бедной топливно-воздушной смеси обнаруживается вслед за этим возникает фаза плато измерительного сигнала датчика выхлопных газов, расположенного в каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов, и этот период времени определяется как период времени установки.После переключения с предварительной настройки бедного соотношения топливно-воздушная смесь в камере сгорания соответствующего цилиндра на предварительную настройку богатого соотношения топливно-воздушная смесь, в связи с этим определяется возникающая фаза плато измерительного сигнала и период времени плато. Фаза определяется как период времени высвобождения. В зависимости от периода времени накопления и периода времени истощения адаптируется правило назначения для назначения сигнала измерения обнаруженному соотношению топливовоздушной смеси.Для калибровки датчика выхлопных газов правило назначения адаптируется в зависимости от значения плато измерительного сигнала во время фазы плато.
Известны следующие патентные документы, относящиеся к технологической базе настоящего изобретения: DE 10 2006 011 722 B3, DE 103 60 775 A1, DE 198 61 198 B4, DE 43 04 966 A1, DE 199 37 016 A1, DE 10 2004 006875 A1, DE 103 39 062 A1, DE 199 26 139 A1 и DE 10 2005 038 492 A1.
Из DE 199 34 319 A1 известен датчик измерения газа, который имеет защитную трубку для защиты керамического чувствительного элемента.Дополнительная внутренняя труба, содержащая отверстия для входа и выхода измерительного газа и выхлопного газа, соответственно, предназначена для защиты керамического чувствительного элемента от прямого контакта с водой.
Согласно DE 10 2004 020139 А1 предложен лямбда-зонд для двигателя внутреннего сгорания для измерения соотношения топливно-воздушная смесь в потоке выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий элемент датчика кислорода, в котором часть кислорода Чувствительный элемент, выходящий в поток выхлопных газов, окружен защитным элементом для сбора конденсата.Лямбда-зонд, сконструированный таким образом, может быть введен в действие уже до или сразу после пуска двигателя внутреннего сгорания, поскольку необходимо исключить риск воздействия холодной конденсационной воды на горячий элемент кислородного датчика и повреждение связанного с ним лямбда-зонда.
Из DE 10 2004 035 230 A1 известен способ управления датчиком измерения газа, с помощью которого определяют рабочие состояния двигателя внутреннего сгорания. При наличии рабочего состояния, в котором ожидается низкая температура в линии выхлопных газов, как, например, при холодном пуске, датчик настраивается на низкую температуру или полностью отключается, чтобы противодействовать риску тепловой шок из-за реакции на воду.Таким образом, датчик не имеет возможности регулировки при запуске двигателя внутреннего сгорания.
Согласно DE 10 2004 054 014 A1 керамический компонент, в частности сенсорный элемент для газового датчика, для определения физических характеристик измеряемого газа, в частности температуры или концентрации компонента газа в выхлопе. указан газ двигателей внутреннего сгорания, который имеет, в частности, многослойный керамический корпус. Для значительного улучшения характеристик теплового удара керамического тела, т.е.е. для получения значительно пониженной чувствительности к возникновению сильно локализованных градиентов температуры, которые вызывают образование трещин в керамическом теле, по крайней мере, участки поверхности керамического тела, которые подвергаются большим температурным градиентам, покрываются защитным покрытием, имеющим по меньшей мере, два керамических слоя, которые образуют промежуточный пограничный слой с низкой энергией разрушения. DE 10 2006 012 476 A1
раскрывает способ управления датчиками, в частности датчиком, состоящим из керамического материала, в котором датчик нагревают до температуры сопротивления удару, превышающей заданную рабочую температуру датчика.После того, как в течение некоторого времени окружение датчика нагревается температурой сопротивления удару, регулируется нормальная рабочая температура. Кроме того, предлагается сначала регулировать температуру ниже нормальной рабочей температуры.
DE 10 2004 031 083 B3 раскрывает способ нагрева лямбда-датчиков в системе выхлопных газов, расположенной после двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащего по меньшей мере одно оборудование каталитического нейтрализатора в линии выхлопных газов системы выхлопных газов, а также содержащий датчик, расположенный перед каталитическим нейтрализатором и после него, соответственно, причем во избежание риска попадания воды для датчиков нагрев датчиков до их рабочей температуры начинается во время нагрева, при котором заданная критическая температура образования конденсата для образования конденсата в области выхлопного газопровода превышено.При холодном пуске двигателя внутреннего сгорания, начиная с заданного времени нагрева, из двух датчиков сначала только нижний по потоку датчик нагревается до заданной температуры датчика. Датчик, нагретый до этой температуры в ходе дальнейшей фазы холодного пуска, в течение периода времени, пока не будет превышена температура образования конденсата, критическая для образования конденсата в области перед выхлопным газом, приводится в действие устройством управления как датчик управления, с помощью которого осуществляется контроль значения лямбда для достижения заранее определенного значения лямбда.При превышении критической температуры образования конденсата в области предкаталитического нейтрализатора линии выхлопных газов передний датчик нагревается до заданной температуры датчика. В раскрытом способе обязательно используется один лямбда-зонд перед каталитическим нейтрализатором и один лямбда-зонд после каталитического нейтрализатора. Это ограничивает использование метода системами выпуска отработавших газов, содержащими два лямбда-датчика, в связи с чем приходится мириться с повышенной стоимостью и дополнительной технической чувствительностью.
В соответствии с различными вариантами осуществления, уже в предпочтительно ранний момент времени во время фазы запуска и нагрева двигателя внутреннего сгорания, содержащего систему выхлопных газов с лямбда-регулированием, в частности, до достижения конечной точки росы, надежное регулирование лямбда для управления соотношением топливно-воздушной смеси может быть предусмотрено, и это может быть обеспечено особенно экономически эффективным способом и на протяжении всего срока службы системы выхлопных газов.
Согласно варианту осуществления, способ управления по меньшей мере одним лямбда-датчиком, установленным в системе выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, во время фазы запуска и нагрева, содержащий систему управления лямбда для управления соотношением топлива / воздуха в процессе сгорания. двигателя внутреннего сгорания, в котором система выпуска отработавших газов имеет по меньшей мере один каталитический нейтрализатор, а лямбда-датчику соответствует по меньшей мере один электрический нагревательный элемент для нагрева лямбда-датчика до рабочей температуры, а нагрев нагревательного элемента выполняемый посредством управления нагревательным элементом, при этом параметры управления заранее определены для системы регулирования лямбда, способ может содержать следующее: по существу синхронно с запуском двигателя внутреннего сгорания нагревательный элемент заряжается предварительно определенной мощностью нагрева; во время нагрева обнаруживается сигнал лямбда-зонда, который сравнивается с заданным пороговым значением для обедненной и / или богатой топливно-воздушной смеси, которое коррелирует со значением температуры лямбда-зонда, которое ниже критического уровня всасывания воды. температура и при этом соответствует действующему лямбда-сигналу; при первом появлении лямбда-сигнала на одном из заранее определенных пороговых значений для обедненной и / или богатой топливно-воздушной смеси срабатывает определение измеряемой переменной, коррелирующей с температурой лямбда-зонда, и лямбда сигнал, идентифицированный как действительный, пересылается для дальнейшего; и определенная переменная измерения, коррелирующая с температурой лямбда-датчика, передается в замкнутый контур управления нагревательным элементом в качестве опорного значения, соответствующего опорной температуре.
Согласно дополнительному варианту осуществления, определение измеряемой переменной, коррелирующей с температурой лямбда-датчика, может быть выполнено путем измерения омического сопротивления нагревательного элемента или электрода / электродов лямбда-датчика или посредством обнаружения сигнал датчика температуры. Согласно дополнительному варианту осуществления, пороговое значение, заранее определенное для бедной и / или богатой смеси топливо / воздух, может коррелировать со значением температуры лямбда-зонда в диапазоне от 150 до 500 ° C., предпочтительно между 300 и 450 ° C. Согласно дополнительному варианту осуществления, нагрев нагревательного элемента в течение первого заранее заданного периода времени фазы запуска и нагрева может осуществляться посредством управления разомкнутым контуром и посредством управление с обратной связью по истечении первого периода времени.
Согласно дополнительному варианту осуществления, после того, как достигается одно из заранее определенных пороговых значений лямбда-сигнала, можно ожидать заранее заданный период времени, прежде чем лямбда-сигнал, идентифицированный как действительный, будет перенаправлен для дальнейшего использования, при этом период времени заранее определен в виде заранее определенного счетчика времени или заранее определенного количества энергии.Согласно дополнительному варианту осуществления, определение измеряемой переменной, коррелирующей с температурой лямбда-датчика, инициированного первым поступлением лямбда-сигнала при одном из заранее определенных пороговых значений, может быть выполнено посредством выдерживания предварительного определяемый период времени, при этом этот период времени задается заранее в виде заранее определенного счетчика времени или заранее определенного количества энергии. Согласно дополнительному варианту осуществления способ может применяться для управления лямбда-датчиком, расположенным перед каталитическим нейтрализатором и / или после него по отношению к направлению потока выхлопных газов.Согласно дополнительному варианту осуществления для вычисления температуры в различных местах в системе выхлопного газа управление нагревательным элементом может использовать температурную модель, в которую вводится, по меньшей мере, одно определенное значение температуры. Согласно дополнительному варианту осуществления, во время фазы запуска и нагрева лямбда-регулирование двигателя внутреннего сгорания посредством системы лямбда-регулирования может выполняться с использованием адаптированных параметров управления. Согласно дополнительному варианту осуществления лямбда-сигнал, идентифицированный как действительный, может быть предоставлен в способ диагностики для определения состояния старения каталитического нейтрализатора.Согласно дополнительному варианту осуществления лямбда-сигнал, идентифицированный как действительный для лямбда-зонда после каталитического нейтрализатора, может быть предоставлен в способ диагностики для определения состояния старения лямбда-зонда перед каталитическим нейтрализатором. Согласно дополнительному варианту осуществления лямбда-сигнал, идентифицированный как действительный, может быть подан в систему управления лямбда для управления соотношением топливо / воздушная смесь двигателя внутреннего сгорания, в частности, для завершения работы двигателя внутреннего сгорания с богатым топливом / воздухом. соотношение смеси, которое было установлено после фазы с прекращением подачи топлива.Согласно дополнительному варианту осуществления, эталонное значение температуры, определенное для замкнутого контура управления нагревательным элементом, может быть подвергнуто дополнительной адаптации в зависимости от по меньшей мере одного дополнительного параметра, при этом по меньшей мере один дополнительный параметр коррелирует по меньшей мере с одной переменной, соответствующей нагреву. уровень всей выхлопной системы. Согласно дополнительному варианту осуществления переменная, соответствующая уровню нагрева всей системы выхлопных газов, может коррелировать с температурой выхлопных газов в положении лямбда-датчика.
Согласно другому варианту осуществления, программное средство может храниться или сохраняться на носителе данных, может выполнять способ работы, по меньшей мере, одного лямбда-датчика во время фазы запуска и нагрева, как определено выше.
Согласно еще одному варианту осуществления, транспортное средство может содержать двигатель внутреннего сгорания, систему выхлопных газов, назначенную двигателю внутреннего сгорания, содержащую, по меньшей мере, один лямбда-датчик и систему регулирования лямбда для управления соотношением топлива / воздуха в процессе сгорания. двигателя внутреннего сгорания, при этом за лямбда-датчиком назначен, по меньшей мере, один электрический нагревательный элемент для нагрева лямбда-датчика до рабочей температуры и блок управления нагревательным элементом для выполнения нагрева нагревательного элемента, при этом устройство управления который может быть выполнен с возможностью выполнения способа в соответствии с описанным выше во время фазы запуска и нагрева.
Далее изобретение описывается в примерном варианте осуществления посредством:
Фиг. 1, который изображает принцип работы различных вариантов осуществления на примере ступенчатого лямбда-датчика (или узкополосного лямбда-датчика), то есть датчика Нернста.
Согласно различным вариантам осуществления, в способе работы, по меньшей мере, одного лямбда-датчика, установленного в системе выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, во время фазы запуска и нагрева система управления лямбда регулирует соотношение топлива и воздуха при сгорании. Процесс двигателя внутреннего сгорания, в котором система выхлопных газов имеет по крайней мере один каталитический нейтрализатор и связанный с лямбда-датчиком, по крайней мере, один электрический нагревательный элемент для нагрева лямбда-датчика до рабочей температуры, и нагрев нагревательного элемента осуществляется с помощью управления нагревательным элементом, при этом параметры управления принудительно устанавливаются для системы регулирования лямбда.Способ в соответствии с различными вариантами осуществления позволяет, чтобы
В соответствии с различными вариантами осуществления, во время уязвимой к поступлению воды фазы запуска двигателя внутреннего сгорания лямбда-зонд нагревается до низкой опорной температуры ниже критической температуры всасывания воды, при этом используется тот факт, что лямбда-зонд уже обеспечивает пригодный лямбда-сигнал при этой температуре. Особенно предпочтительно, чтобы при первом поступлении лямбда-сигнала при по меньшей мере одном заранее заданном пороговом значении (или по истечении определенного заранее заданного времени после того, как истекло достижение порогового значения) температура лямбда-датчика определяется и сохраняется в буфере как предельное опорное значение температуры для управления нагревательным элементом.Затем, при предпочтительном управлении с обратной связью, управление нагревательным элементом регулирует температуру лямбда-датчика до этой температуры, так что, когда, например, температура лямбда-датчика падает ниже эталонной температуры, управление нагревательным элементом управляет нагревательным элементом таким образом, чтобы он снова нагревает датчик до этого определенного эталонного значения, но не выше, пока критическая фаза всасывания воды не пройдет окончательно. Лямбда-сигнал может использоваться уже в этот ранний момент времени и, следовательно, может быть предоставлен для дальнейших намеченных целей в области двигателя внутреннего сгорания, как описано ниже.Таким образом, как хорошо понимается специалистом в данной области техники, термин «критическая температура всасывания воды» означает температуру лямбда-датчика (более подробно: температуру керамического элемента датчика), при которой и выше которой существует риск разрушения керамического элемента из-за накопления водяного конденсата, то есть жидкой воды, и из-за термических напряжений в керамическом корпусе датчика, возникающих из-за этого. Критическая температура всасывания воды является параметром, зависящим от материала и конструкции, и поэтому не может быть предоставлена в общем виде.Как правило, он указывается производителем лямбда-зонда или может быть определен путем соответствующей серии измерений.
Различные варианты осуществления вытекают из способа работы по меньшей мере одного лямбда-зонда в системе выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, содержащего систему регулирования лямбда для управления соотношением топливно-воздушной смеси в процессе сгорания двигателя внутреннего сгорания во время запуска. и фаза нагрева. Система выхлопных газов имеет каталитический нейтрализатор и, по меньшей мере, один электрический нагревательный элемент для нагрева лямбда-зонда до рабочей температуры, которая нагревается, по меньшей мере, на одном этапе способа.Нагрев этого нагревательного элемента осуществляется регулятором нагревательного элемента, при этом параметры регулирования задаются для системы регулирования лямбда.
Способ предусматривает, что
Согласно дополнительному варианту осуществления способа определение измеряемой переменной, коррелирующей с температурой лямбда-зонда, выполняется путем измерения омического сопротивления нагревательного элемента или электродов лямбда-зонда или посредством обнаружение сигнала датчика температуры, расположенного рядом с лямбда-датчиком. В частности, определяется, при каком значении сопротивления R I или R H лямбда-датчика или нагревательного элемента во время нагрева датчика сигнал датчика впервые превышает или опускается ниже предварительно заданных пороговых значений U LTF или U LTM , которые соответствуют сигналу в диапазоне составов богатой (F) и бедной (M) смеси соответственно.
В соответствии с различными вариантами осуществления для лямбда-сигнала даны два пороговых значения, каждое из которых коррелирует с некритической температурой всасывания воды, при этом одно из пороговых значений соответствует лямбда-сигналу при обедненном соотношении топливовоздушной смеси, а другое пороговое значение. соответствует лямбда-сигналу в богатой смеси топливо / воздух. В зависимости от того, работает ли в настоящее время двигатель внутреннего сгорания на обедненной или богатой смеси, т.е. если обедненный или богатый выхлопной газ достигает датчика, всегда только одно из двух пороговых значений может быть достигнуто сигналом датчика.
В варианте осуществления пороговое значение U LTF и U LTM , соответственно, заранее определенное для обедненной и / или богатой топливно-воздушной смеси, каждое коррелирует с некритическим значением температуры всасывания воды лямбда-датчика в диапазон от 150 до 450 ° C, предпочтительно от 300 до 450 ° C. Другими словами, опорное значение некритической температуры всасывания воды предварительно определяется в этом диапазоне температур.
Это значение температуры зависит от типа используемого лямбда-зонда, например керамического элемента, такого как керамика из диоксида титана в случае широкополосного лямбда-зонда и керамики из диоксида циркония в случае лямбда-зонда Нернста.
Согласно еще одному варианту осуществления нагрев нагревательного элемента осуществляется посредством разомкнутого контура управления в течение первого заранее заданного периода времени фазы запуска и нагрева и выполняется посредством замкнутого контура управления после истечение этого первого периода времени фазы запуска и нагрева.
В другом варианте осуществления способа определенное значение температуры и измеряемая переменная, коррелирующая со значением температуры, соответственно, используется в качестве фактического значения для управления нагревательным элементом, и, по крайней мере, временно, эталонное значение температуры устанавливается равным этому измеренному значению. реальная стоимость.По этой причине не имеет значения абсолютное значение определенного значения сопротивления. Поэтому отклонения в сопротивлении или изменения из-за старения датчика не приводят к смещению уровня температуры, в отличие от методов, в которых используется фиксированно заданное значение сопротивления. Также с учетом разброса значений сопротивления диапазон температур, например, между 300 и 400 ° C, например, может быть охвачен как некритическое эталонное значение температуры для проглатывания воды.В альтернативном варианте осуществления после достижения одного из предварительно определенных пороговых значений лямбда-сигнала ожидается заранее определенный период времени, прежде чем лямбда-сигнал, идентифицированный как действительный, будет перенаправлен на дальнейшее использование, причем период времени задается в в виде заранее заданного счетчика времени или заранее заданного количества энергии.
Согласно дополнительному варианту осуществления способа определение переменной измерения, коррелирующей с температурой лямбда-зонда, должно выполняться при первом поступлении лямбда-сигнала с одним из предварительно определенных пороговых значений (U LTF , U LTM ) запускается только по истечении заранее заданного периода времени, причем этот период времени также задается в форме заранее заданного счетчика времени или предварительно заданного количества энергии.
Способ согласно различным вариантам осуществления может быть применен к лямбда-датчику, расположенному перед и / или после каталитического нейтрализатора по отношению к направлению потока выхлопных газов.
В варианте осуществления управление нагревательным элементом использует температурную модель для вычисления (фактических) температурных условий в различных положениях в системе выхлопных газов, в которую вводится, по меньшей мере, одно определенное значение температуры. В течение фазы запуска и нагрева лямбда-регулирование предпочтительно выполняется с помощью системы лямбда-регулирования с использованием согласованных параметров управления.
В варианте осуществления лямбда-сигнал, идентифицированный как действительный, может быть предоставлен в метод диагностики для определения состояния старения каталитических нейтрализаторов.
Кроме того, в варианте осуществления сигнал лямбда-зонда после каталитического нейтрализатора и идентифицированный как действительный может быть предоставлен в способ диагностики для определения состояния старения лямбда-зонда перед каталитическим нейтрализатором.
Согласно дополнительному варианту осуществления сигнал лямбда-датчика, работающего в соответствии с различными вариантами осуществления и идентифицированного как действительный, подается в систему регулирования лямбда для управления соотношением топливно-воздушной смеси, подаваемым в двигатель внутреннего сгорания.В частности, сигнал может использоваться в этой связи для остановки работы двигателя внутреннего сгорания с богатой топливно-воздушной смесью, которая была установлена после фазы с отключенной подачей топлива (отключение перерасхода топлива).
Опорное значение температуры, определенное для замкнутого контура управления нагревательным элементом, в дополнительном варианте осуществления способа согласно различным вариантам осуществления, подвергается выравниванию в зависимости по меньшей мере от одного дополнительного параметра, при этом этот дополнительный параметр коррелирует по меньшей мере с одним параметром. соответствующий уровню нагрева всей системы выпуска отработавших газов.Согласно дополнительному варианту осуществления способа согласно различным вариантам осуществления параметр, соответствующий уровню нагрева, предпочтительно коррелирует с температурой выхлопных газов в положении лямбда-датчика. Посредством этих дополнительных процедур можно компенсировать влияние увеличивающегося нагрева чувствительного элемента на сопротивление нагрева.
Согласно дополнительным вариантам осуществления, программные средства, хранимые или сохраняемые на носителе данных, могут выполнять способ согласно различным вариантам осуществления для работы по меньшей мере одного лямбда-датчика во время фазы запуска и нагрева.Согласно дополнительным вариантам осуществления, транспортное средство может содержать двигатель внутреннего сгорания, присвоенная ему система выхлопных газов, содержащая, по меньшей мере, один лямбда-датчик и одну систему регулирования лямбда для управления соотношением топливно-воздушной смеси в процессе сгорания двигателя внутреннего сгорания во время фаза запуска и нагрева. Таким образом, как уже упоминалось, лямбда-датчику назначен по меньшей мере один электрический нагревательный элемент для нагрева лямбда-датчика до рабочей температуры, который нагревается по меньшей мере на одном этапе способа.Нагрев этого нагревательного элемента осуществляется посредством управления нагревательным элементом. Согласно различным вариантам осуществления транспортное средство имеет устройство управления, предназначенное для выполнения способа согласно различным вариантам осуществления. Таким образом, устройство управления может быть интегрировано в обычный блок управления двигателем и, в частности, может выполняться как хранимое или сохраняемое программное средство для выполнения способа согласно различным вариантам осуществления.
Транспортное средство предпочтительно может быть наземным, водным или воздушным.
РИС. 1 в его нижней части показывает типичное поведение сигнала (например, напряжения U) нового и устаревшего лямбда-зонда при увеличении температуры и времени сенсора соответственно. Как показано в верхней части фиг. 1 — поведение внутреннего сопротивления нового и старого лямбда-зонда, опять же в зависимости от температуры сенсора.
Во время запуска двигателя внутреннего сгорания и вскоре после этого лямбда-зонд имеет лишь незначительную температуру. До определенного нижнего предела температуры датчик не выдает сигнал, и этот сигнал остается на постоянном значении, соответственно (РИС.1, левая часть нижней части). Затем сигнал датчика начинает увеличиваться с увеличением температуры (в случае богатого выхлопного газа, содержащего λ <1) или уменьшаться (в случае бедного выхлопного газа, содержащего λ> 1). В соответствии с различными вариантами осуществления для соотношения бедной смеси, а также для соотношения богатой смеси теперь предварительно установлено пороговое значение U LTM и U LTF , соответственно, которое соответствует определенной температуре датчика, которая ниже критического уровня всасывания воды. температура T k (обозначена вертикальной штриховой линией справа).Помимо критериев безвредности попадания воды, температура, соответствующая пороговым значениям, также должна находиться в диапазоне температур, в котором присутствует действительный (пригодный для использования) сигнал датчика, т.е. датчик уже должен среагировать. Другими словами, температура, соответствующая пороговым значениям, должна быть выше температуры выключения датчика, которая, в свою очередь, зависит от конструкции датчика. Этот допустимый температурный диапазон, в котором, с одной стороны, присутствует действительный сигнал датчика (лямбда-сигнал) и в то же время еще не существует риска проглатывания воды, изображен в нижней части фиг.1 выделен серым цветом. Заметно, что сигнал датчика нового датчика достигает соответствующего порогового значения U LTM и U LTF соответственно, несколько раньше, чем уже состаренный датчик.
При достижении одного из двух пороговых значений U LTM или U LTF определяется фактическая величина измерения лямбда-датчика, которая коррелирует с температурой датчика (поступление воды некритично). Это предпочтительно внутреннее сопротивление датчика, как показано в верхней части фиг.1. Это значение впоследствии передается в систему управления нагревательным элементом в качестве эталонного значения, соответствующего заданной температуре. Затем управление нагревательным элементом управляет нагревательным элементом лямбда-зонда в замкнутом контуре (управление замкнутым контуром), так что опорное значение внутреннего сопротивления датчика настраивается, т. Е. Разница между фактическим сопротивлением и заданным сопротивлением составляет сведены к минимуму. Следовательно, температура датчика также регулируется до температуры, соответствующей пороговым значениям, как эталонная температура T soll .В альтернативном варианте осуществления, после того как сигнал датчика достигает одного из двух пороговых значений U LTM или U LTF , предварительно определенная продолжительность, которая может быть предварительно определена как счетчик времени или как предварительно определенная интегральная величина энергии нагрева элемент управления, может ожидаться перед измерением фактического измеряемого параметра лямбда-зонда (в частности, его внутреннего сопротивления).
Одновременно с достижением одного из двух пороговых значений U LTM или U LTF сигнал датчика идентифицируется как действительный и передается для дальнейшего использования.В частности, он используется для лямбда-регулирования соотношения топливно-воздушной смеси, подаваемой в двигатель внутреннего сгорания.
Посредством решений в соответствии с различными вариантами осуществления управляемая работа по меньшей мере одного лямбда-датчика может, таким образом, выполняться в более ранний момент времени во время фазы запуска и нагрева по сравнению с предшествующим уровнем техники, благодаря чему топливо экономится и Значения выбросов выхлопных газов соблюдаются раньше после пуска ДВС.В то же время гарантируется, что лямбда-зонд не может быть поврежден отложениями воды во время фазы запуска и нагрева. В частности, при использовании двухточечных лямбда-зондов, лямбда-зондов Нернста, в соответствии с различными вариантами осуществления преимущества возникают в том, что обнаружение заранее определенных пороговых значений лямбда-сигнала может осуществляться в благоприятном диапазоне его характеристик и при высокое разрешение. Выдающееся преимущество различных вариантов осуществления состоит в том, что посредством определения на основе измерения, в отличие от предварительной установки значения заданного значения температуры для каждого отдельного двигателя внутреннего сгорания, всегда существующие отклонения отклонений параметров измерения, обусловленные производством. , атмосферные условия и износ устройств, используемых для измерения температуры лямбда-датчика, имеют меньшее значение, поэтому результаты нагрева и раннего предоставления лямбда-сигнала уже во время уязвимой фазы поглощения воды могут быть значительно более точными. .Таким образом, как следствие, согласно различным вариантам осуществления, это может быть более эффективно реализовано для экономии топлива и защиты окружающей среды.
Вышеупомянутые спецификации различных вариантов осуществления даны только в качестве примера и не должны рассматриваться как ограничивающие. Настоящая идея изобретения может быть легко применена к другим приложениям. Описание примерного варианта осуществления предназначено для целей иллюстрации, а не для ограничения объема формулы изобретения.Многие альтернативы, модификации и варианты очевидны для среднего профессионала без выхода за пределы объема настоящего изобретения, который определен в следующей формуле изобретения.
Civic Si Лямбда-коррекция
Стандартный кислородный датчик Civic Si является широкополосным, однако он не показывает точные показания, если смесь превышает лямбда 0,88 (13: 1). Динамометрическое тестирование показывает, что штатный кислородный датчик считывает более 1 точки автофокусировки по-разному для богатых смесей.
Динамометрический прогон, показывающий разницу между штатным датчиком o2 и широкополосным датчиком
Однако наши испытания показали, что разница между штатным датчиком кислорода и фактической лямбдой постоянна — нет никакого эффекта от температуры выхлопных газов или времени.
Влияние времени и температуры на кислородный датчик и широкополосные показания на K20 с наддувом при полной нагрузке
На динамометрическом стенде мы измерили разницу между штатным датчиком o2 и реальной лямбдой.
Стандартный датчик o2 и фактическая лямбда
На основе этих измерений мы создали скорректированный датчик автофокусировки, используя коррекцию, как показано ниже. Смеси более бедные, чем лямбда 0,95 (14: 1 AF), не корректировались, даже несмотря на то, что исходный o2 читается больше, чем фактический, чтобы не повлиять на работу замкнутого контура.
Таблица лямбда-коррекции
Скорректированный лямбда-зонд доступен для регистрации данных и построения графиков как AF.Корр.
Стоковое чтение лямбды o2 и исправленная лямбда
Скорректированная лямбда очень близка к широкополосному послепродажному обслуживанию.
Динамометрический прогон, показывающий исходное значение O2, исправленную лямбду и фактическую лямбду.
Заявление об отказе от ответственности: Мы приложили все усилия, чтобы точно записать различия между штатным датчиком o2 и фактической лямбдой — на тестовом автомобиле был заменен штатный датчик O2, выхлопная система была проверена на утечки, использовалась совершенно новая, недавно откалиброванная широкополосная лямбда с датчик o2 размещается рядом со штатным датчиком o2.Тестирование проводилось на нагрузочном динамометрическом стенде с длительным временем установления для получения точных показаний. Однако вполне возможно, что ваши результаты могут отличаться от наших. Мы рекомендуем использовать дино при настройке, особенно для принудительной индукции. В любом случае скорректированная автофокусировка, о которой сообщается в нашем программном обеспечении, всегда будет меньше, чем та, о которой сообщает стандартный датчик o2, поэтому вы будете в большей безопасности, используя скорректированную автофокусировку, чем полагаясь на показания запаса.
HAZET 4680-2 Шестигранный профиль, 110 мм Гнездо для лямбда-зонда, хромированное, Гнездо для зонда, хромированное HAZET 4680-2 Шестигранный профиль 110 мм Lambda, HAZET 4680-2 Шестигранный профиль 110 мм Гнездо для лямбда-зонда — хромирование: улучшение дома, скидки до 50% на 300 000 товаров, профессиональное качество, модные интернет-магазины, бесплатная доставка в тот же день для каждого заказа! Гнездо лямбда-зонда, хромированная HAZET 4680-2 Шестигранный профиль 110 мм myerscre.com.
Вы можете сравнивать только 4 свойства, любое новое добавленное свойство заменит первое из сравнения.
ткань отстирана для уменьшения усадки. ЯРКИЙ СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТ: Яркий и долговечный светодиодный свет в комплекте, ресурсы более двух лет.Изготовлен из пластика в пластиковых горшочках. Удлините ноги и будьте великолепны в каждом платье, простое обручальное кольцо из стерлингового серебра 7 мм из коллекции JewelrySuperMart с двойными краями Milgrain: одежда. Изготовлен из армированного винилового ламината / набивки из вспененного нейлона, HAZET 4680-2 Шестигранный профиль 110 мм Гнездо для лямбда-зонда, хромированное , ЛЕГКИЙ УХОД: Доступна машинная и ручная стирка, Стандартные флажки или флажки с половинным рукавом не полностью изогнуты, но могут привлекать внимание больше внимания, поскольку они создают больше движения и легко привлекают внимание.Изображения, которые вы видите, — это настоящие изображения ювелирных изделий, которые вы получите. 75-дюймовый фотокон с 4 матами для отображения ваших фотографий. Прикрепите бантик к каждому концу баннера или гирлянды. • Эти топперы подходят для сумок Ziploc для закусок или бутербродов. Бусины поставляются в маленькой белой мягкой коробочке. HAZET 4680-2 Шестигранный профиль 110 мм Гнездо лямбда-зонда, хромированное , Красивая высокоточная силиконовая форма RTV-2, Ниже вы найдете решение :. Подружка невесты или кто-то из тех, кто для вас особенный. Прямая замена для всех клиновых T10 типа W5W 194.Купить [Factory-Links] Комплекты подшипников поворотных рычагов. Когда вы заказываете у авторизованного дистрибьютора iSport Gifts, вы сразу получаете свой заказ благодаря БЫСТРОЙ И БЕСПЛАТНОЙ ДОСТАВКЕ PRIME прямо со складов Amazon по всей Северной Америке. Ярко-зеленое виниловое покрытие помогает предотвратить появление царапин. HAZET 4680-2 Гнездо для лямбда-зонда с шестигранным профилем, 110 мм, хромированное , Яркий и пленительный неоновый флуоресцентный оранжевый цвет Cromatica.
Поскольку кислород участвует в большинстве биологических и химических процессов в водной среде, это важный параметр для измерения.Кислород также можно использовать в качестве индикатора в океанографических исследованиях. Компания Aanderaa произвела революцию в океанографическом мониторинге / исследованиях кислорода, представив в 2002 году датчик кислорода. Применения варьируются от мелких ручьев до самых глубоких траншей, от тропических до измерений во льду / в отложениях. К настоящему времени с использованием этих оптодов опубликовано более 150 научных работ, в том числе публикации о принципе работы кислородного датчика. Датчик кислорода предназначен для измерения абсолютной концентрации кислорода и% насыщения.Датчик может использоваться от ручьев до морских глубин, от рыбных ферм до сточных вод и от полярных льдов до гидротермальных источников.
Эти датчики основаны на способности выбранных веществ действовать как динамические гасители флуоресценции. Флуоресцентный индикатор представляет собой специальный комплекс платинампорфирина, заключенный в газопроницаемую фольгу, которая подвергается воздействию окружающей воды. Эта чувствительная фольга прикреплена к стеклянному окну, обеспечивая оптический доступ к измерительной системе изнутри водонепроницаемого корпуса.Чувствительная фольга возбуждается модулированным синим светом; датчик измеряет фазу возвращенного красного света.