Предметы:
- Лямбда-зонд
- Нагревательный элемент
- Измерьте на лямбда-зонде
- Значения лямбды в процессе однородного и послойного сгорания
- Топливная корректировка
Лямбда-зонд:
Каждый современный автомобиль с бензиновым двигателем и системой EOBD имеет 1 или 2 лямбда-зонда, установленных в выхлопе. Часто датчик управления перед катализатором (широкополосный датчик), и датчик управления после катализатора (датчик скачка). Если имеется только один лямбда-зонд (для каталитического нейтрализатора), то в большинстве случаев это датчик скачка. Датчик прыжка еще называют циркониевым датчиком. На рисунке ниже показаны передний и задний лямбда-зонды первого ряда цилиндров (номера 1 и 1) и второго ряда цилиндров (номера 2 и 2).
Лямбда-зонд проверяет состав воздуха и топлива в выхлопных газах. Данные измерений передаются в блок управления двигателем. Лямбда-зонд необходим для работы каталитического нейтрализатора, поскольку он работает со смесью, которая регулярно меняется от бедной к богатой. Контрольный зонд по сути «контролирует» состав смеси; Блок управления двигателем получает данные измерений от контрольного датчика и соответствующим образом регулирует впрыск. Если смесь слишком бедная, впрыскивается больше топлива. Если смесь слишком богатая, время впрыска форсунки сокращается, чтобы смесь снова стала обедненной.
Если автомобиль оснащен двумя датчиками, датчик скачка регистрирует содержание кислорода в выхлопных газах после каталитического нейтрализатора; При этом проверяется, правильно ли катализатор преобразовал выхлопные газы. Если катализатор неисправен (например, если внутренняя часть неисправна или просто из-за старения), датчик скачка распознает плохую работу катализатора. После этого загорается лампа неисправности двигателя. При считывании автомобиля появится код неисправности с информацией о том, что каталитический нейтрализатор работает неправильно. Лямбда-зонд зачастую служит около 160.000 XNUMX км. Устаревание лямбда-зонда может повлиять на результаты измерений, при этом не загорится индикатор неисправности двигателя.
На странице системы впрыска объясняется, как состав смеси влияет на выхлопные газы, мощность и расход топлива.
Лямбда-зонд сравнивает выхлопные газы с наружным воздухом. Поэтому важно, чтобы подача наружного воздуха в зонд не была засорена. Когда это отверстие закрыто и воздух (синий на изображении ниже) больше не может попасть в датчик, датчик не будет работать.
Элемент обогрева:
Современные лямбда-зонды оснащены внутренним нагревательным элементом. Этот нагревательный элемент гарантирует, что лямбда-зонд сможет начать измерения как можно быстрее после холодного запуска. Лямбда-зонд срабатывает только тогда, когда выхлопные газы достигли температуры примерно 350 градусов Цельсия. Нагревая лямбда-зонд изнутри, можно измерить, когда выхлопные газы достигнут половины первоначально необходимой температуры. Вместо нескольких минут теперь вы можете работать в замкнутом контуре всего за несколько секунд.
Широкополосный датчик:
Широкополосный датчик имеет больший диапазон измерения, чем датчик прыжка. Даже при полной нагрузке, когда смесь богатая, правильное соотношение воздух/топливо регистрируется и отправляется в ЭБУ. Мало того, что точность измерения высока, но датчик работает быстро и выдерживает высокие температуры (до 950-1000°C). На изображении ниже показана схема широкополосного датчика.
Для правильной работы широкополосный датчик должен иметь температуру не ниже 600°C. Именно поэтому используется нагревательный элемент (между соединениями AF), нагревающий датчик после холодного запуска двигателя. Широкополосный датчик состоит из обычного циркониевого датчика и ячейки насоса. Датчик размещается между соединениями D и E, а ячейка насоса — между C и E. Выходное напряжение циркониевого датчика зависит от значений лямбда:
- Плечо: 100 мВ;
- Богатое: 900 мВ.
Насосная ячейка широкополосного датчика пытается поддерживать постоянное напряжение на уровне 450 мВ, перекачивая кислород в выхлопные газы или из них. В богатой смеси содержание кислорода низкое, поэтому насосная ячейка должна перекачивать много кислорода, чтобы поддерживать напряжение 450 мВ. При бедной смеси насосная ячейка откачивает кислород из измерительной ячейки. Это изменяет направление потока, используемое насосной ячейкой.
Измеряется ток, возникающий при накачке. Высота и направление потока являются мерой текущего соотношения воздух/топливо. Блок управления (часть справа от пунктирной линии на изображении выше) управляет насосной ячейкой. Напряжение в точке 4 зависит от значения, передаваемого датчиком измерения кислорода. Это напряжение поступает на минусовой вывод ОУ в блоке управления.
- Богатая смесь: напряжение на отрицательной клемме ОУ выше, чем на положительной. Усилитель подключается к земле, и выходное напряжение уменьшится. Ток потечет от Е к С.
- Бедная смесь: напряжение на отрицательной клемме ОУ ниже 2,45 Вольт, из-за чего усилитель подключается к 4 Вольтам и выходное напряжение возрастает. Ток будет течь от C к E. Направление потока меняется на противоположное по сравнению с богатой смесью.
Блок управления может определить силу тока, измерив падение напряжения на резисторе на выводе 3. Размер этого падения напряжения является мерой значения лямбда. Поэтому напряжение датчика скачка нельзя проверить мультиметром, чтобы убедиться в исправности датчика.
Датчик прыжка:
Датчик прыжка имеет ограниченную зону измерения. Старые автомобили, имеющие только лямбда-зонд каталитического нейтрализатора, часто оснащаются датчиком скачка в качестве контрольного датчика. Датчик скачка генерирует напряжение на основе разницы кислорода. Это напряжение составляет от 0,1 до 0,9 В и может быть измерено с помощью мультиметра.
Значения лямбда в процессе однородного и послойного сгорания:
Однородный:
При однородной смеси значение лямбды везде равно 1. Это означает, что в бензиновом двигателе соотношение воздуха и топлива составляет 14,7:1 (14,7 кг воздуха на 1 кг топлива). Каждый двигатель может работать равномерно. Если происходит обогащение, значение лямбда уменьшится, а если обеднить смесь, то значение лямбда увеличится:
λ<1 = Богатый
λ>1 = Плохо
Двигатель всегда будет переключаться между богатой и обедненной смесью, чтобы каталитический нейтрализатор работал правильно.
Многослойный:
Двигатели с непосредственным впрыском могут работать поэтапно при частичной нагрузке. Послойный процесс горения означает, что в пространстве сгорания используются различные слои воздуха, которые используются во время горения. Рядом со свечой зажигания значение лямбды равно 1. Дальше значение лямбды становится выше (беднее, поэтому больше воздуха). Этот воздух обеспечивает изолирующий воздушный слой. В послойном процессе время впрыска позже, чем в гомогенном процессе.
С помощью послойного впрыска дроссельную заслонку можно полностью открыть, чтобы она меньше душила воздух. Поскольку всасываемый воздух освобождается от задушения, он встречает меньшее сопротивление и, следовательно, его легче всасывать. Поскольку значение лямбда в камере сгорания при послойном впрыске меньше 1 из-за изолирующего слоя воздуха, это не вызывает никаких проблем со сгоранием. В процессе наслоения снижается расход топлива.
При полной нагрузке двигатель всегда работает равномерно. Это дает более высокий крутящий момент, чем при послойном процессе. Если двигатель работает равномерно, топливо впрыскивается раньше. Двигатель также работает равномерно при трогании с места. Тогда пусковой момент будет выше, чем если бы двигатель работал послойно.
Топливные настройки:
Топливные корректировки формируются на основе данных лямбда-зонда. Топливные корректоры используются в бензиновых двигателях для поддержания идеального соотношения воздух/топливо для полного сгорания. Это соотношение составляет 14,7 кг воздуха на 1 кг топлива и называется стехиометрическим соотношением смешивания.
Топливные триммеры обеспечивают поправочный коэффициент для корректировки основного количества впрыскиваемого топлива, когда это необходимо. Учитываются износ и загрязненность деталей двигателя, датчиков и исполнительных механизмов. С помощью топливных корректировок выбросы выхлопных газов на протяжении всего жизненного цикла автомобиля удерживаются в пределах законодательных норм.
Для получения дополнительной информации посетите страницу: Топливные корректировки.
