Предмети:
- Лямбда-зонд
- Verwarmingelement
- Виміряйте на лямбда-зонді
- Значення лямбда в однорідному і стратифікованому процесі горіння
- Обрізки палива
Лямбда зонд:
Кожен сучасний автомобіль з бензиновим двигуном і EOBD має 1 або 2 лямбда-зонди, встановлені у вихлопі. Часто контрольний датчик перед каталізатором (широкосмуговий датчик) і контрольний датчик після каталізатора (датчик стрибка). Якщо є лише один лямбда-зонд (для каталітичного нейтралізатора), у більшості випадків це датчик стрибка. Датчик стрибка також називають цирконієвим датчиком. На зображенні нижче показані передній і задній лямбда-зонди циліндра 1 (номера 1 і 2) і циліндра 2 (номера 3 і 4).
Лямбда-зонд перевіряє склад повітря і палива у вихлопних газах. Дані вимірювань надсилаються на блок керування двигуном. Лямбда-зонд необхідний для роботи каталітичного нейтралізатора, оскільки він працює з сумішшю, яка регулярно змінюється між бідною та багатою. Контрольний зонд по суті «контролює» склад суміші; блок керування двигуном отримує дані вимірювання від контрольного датчика та відповідно регулює впорскування. Якщо суміш занадто бідна, впорскується більше палива. Якщо суміш надто насичена, час впорскування інжектором буде скорочено, щоб суміш знову стала біднішою.
Якщо автомобіль оснащений двома датчиками, датчик стрибка реєструє вміст кисню у вихлопних газах після каталітичного нейтралізатора; Це перевіряє, чи належним чином каталізатор перетворив вихлопні гази. Якщо каталізатор несправний (наприклад, якщо всередині несправний або просто через старіння), датчик стрибка розпізнає погану роботу каталізатора. Після цього загоряється індикатор несправності двигуна. Під час зчитування автомобіля з’явиться код несправності з інформацією про те, що каталітичний нейтралізатор не працює належним чином. Лямбда-зонд зазвичай працює близько 160.000 XNUMX км. Коли лямбда-зонд застарів, на результати вимірювання може вплинути без загоряння індикатора несправності двигуна.
На сторінці системи впорскування пояснюється, як склад суміші впливає на вихлопні гази, потужність і споживання палива.
Лямбда-зонд порівнює вихлопні гази з зовнішнім повітрям. Тому важливо, щоб подача зовнішнього повітря в зонд не була забита. Коли цей отвір закритий і повітря (синій на зображенні нижче) більше не може потрапити в датчик, датчик не працюватиме.
Нагрівальний елемент:
Сучасні лямбда-зонди оснащені внутрішнім нагрівальним елементом. Цей нагрівальний елемент гарантує, що лямбда-зонд може почати вимірювання якнайшвидше після холодного запуску. Лямбда-зонд працює лише тоді, коли температура вихлопних газів досягає приблизно 350 градусів Цельсія. Завдяки внутрішньому нагріванню лямбда-зонда можна виміряти, коли температура вихлопних газів досягне половини початково необхідної температури. Замість кількох хвилин тепер ви можете бігти в замкнутому циклі всього за кілька секунд.
Широкосмуговий датчик:
Широкосмуговий датчик має більший діапазон вимірювання, ніж датчик стрибка. Навіть під час повного навантаження, коли суміш багата, правильне співвідношення повітря/паливо реєструється та надсилається до ЕБУ. Це не тільки висока точність вимірювань, але й швидкий датчик, здатний витримувати високі температури (до 950-1000°C). На зображенні нижче показано схему широкосмугового датчика.
Для належної роботи широкосмугового датчика має бути щонайменше 600°C. Тому використовується нагрівальний елемент (між з'єднаннями AF), який нагріває датчик після запуску холодного двигуна. Широкосмуговий датчик складається зі звичайного цирконієвого датчика та насосної комірки. Датчик розміщується між з’єднаннями D і E, а комірка насоса – між C і E. Вихідна напруга цирконієвого датчика залежить від значень лямбда:
- Плече: 100 мВ;
- Багатий: 900 мВ.
Комірка насоса в широкосмуговому датчику намагається підтримувати постійну напругу на рівні 450 мВ, закачуючи кисень до вихлопу або з нього. У збагаченій суміші вміст кисню низький, тому насосна комірка повинна перекачувати багато кисню, щоб підтримувати напругу 450 мВ. З бідною сумішшю насосна комірка відкачує кисень із вимірювальної комірки. Це змінює напрямок потоку, який використовується насосною камерою.
Вимірюється струм, що утворюється під час накачування. Висота та напрямок потоку є мірою поточного співвідношення повітря/паливо. Блок керування (частина праворуч від пунктирної лінії на зображенні вище) керує насосною камерою. Напруга в точці 4 залежить від значення, яке передає вимірювальний елемент кисню. Ця напруга надходить на негативний контакт операційного підсилювача в блоці керування.
- Багата суміш: напруга на мінусовій клемі операційного підсилювача вища, ніж на плюсовій клемі. Підсилювач підключено до землі, і вихідна напруга зменшиться. Від E до C піде струм.
- Збіднена суміш: напруга на мінусовій клемі операційного підсилювача нижча за 2,45 вольта, через що підсилювач підключається до 4 вольт і вихідна напруга збільшиться. Струм тече від С до Е. Напрямок потоку протилежний порівняно з насиченою сумішшю.
Блок управління може визначити силу струму, вимірявши падіння напруги на резисторі на з'єднанні 3. Розмір цього падіння напруги є мірою значення лямбда. Тому напругу датчика стрибка не можна перевірити мультиметром, щоб переконатися, що датчик усе ще працює належним чином.
Датчик стрибка:
Датчик стрибка має обмежену зону вимірювання. Старі автомобілі з лямбда-зондом для каталітичного нейтралізатора часто оснащуються датчиком стрибка як контрольним датчиком. Датчик стрибка генерує напругу на основі різниці кисню. Ця напруга становить від 0,1 до 0,9 вольт і може бути виміряна мультиметром.
Значення лямбда в однорідному і стратифікованому процесі горіння:
Однорідний:
При однорідній суміші значення лямбда скрізь дорівнює 1. Це означає, що в бензиновому двигуні співвідношення повітря і палива становить 14,7:1 (14,7 кг повітря на 1 кг палива). Кожен двигун може працювати рівномірно. Якщо відбувається збагачення, значення лямбда зменшиться, а якщо суміш стане збідненішою, значення лямбда збільшиться:
λ<1 = багатий
λ>1 = погано
Двигун завжди буде коливатися між багатим і бідним, щоб каталітичний нейтралізатор працював належним чином.
Багатошаровий:
Двигуни з прямим уприскуванням можуть працювати по фазах при частковому навантаженні. Пошаровий процес згоряння означає, що в камері згоряння є різні шари повітря, які використовуються під час згоряння. Поблизу свічки запалювання значення лямбда дорівнює 1. Далі значення лямбда стає вищим (мізерніше, тому більше повітря). Це повітря забезпечує ізоляційний повітряний прошарок. У пошаровому процесі час ін'єкції настає пізніше, ніж у гомогенному процесі.
За допомогою пошарового впорскування дросельну заслінку можна повністю відкрити, щоб вона менше забивала повітря. Оскільки всмоктуване повітря вивільняється, воно стикається з меншим опором і тому його легше всмоктувати. Оскільки значення лямбда в камері згоряння з пошаровим вприскуванням менше 1 через ізоляційний повітряний шар, це не викликає проблем із згорянням. У процесі шарування зменшується витрата палива.
При повному навантаженні двигун завжди працює рівномірно. Це дає вищий крутний момент, ніж при пошаровому процесі. Якщо двигун працює рівномірно, паливо впорскується раніше. Двигун також працює рівномірно під час руху з місця. У такому разі пусковий момент буде вищим, ніж якби двигун працював поетапно
Обмеження палива:
Регулювання палива формується з даних лямбда-зонда. Регулятори палива використовуються в бензиновому двигуні для підтримки ідеального співвідношення повітря/паливо для повного згоряння. Це становить 14,7 кг повітря на 1 кг палива і називається стехіометричним співвідношенням суміші.
Регулювання рівня палива забезпечує коригувальний коефіцієнт для коригування базової кількості палива, що впорскується, коли це необхідно. Враховується знос і забруднення деталей двигуна, датчиків і виконавчих механізмів. Завдяки регулюванню палива викиди вихлопних газів протягом усього життєвого циклу автомобіля зберігаються в межах законодавчих норм.
Для отримання додаткової інформації відвідайте сторінку: Обрізки палива.
