Главная Учебники - Транспорт Диагностика электронных систем автомобилей приборами НПП „НТС„ - 2008 год
|
|
|
содержание .. 23 24 25 26 ..
�
Система самодиагностики в комплектации Евро III внимательно следит за показаниями счетчиков. Если
их сумма превысит отметку 2,5% – будет зафиксирована неисправность и записан код ошибки P0300. Коды P0301,
P0302, P0303, P0304 указывают неисправность конкретного цилиндра.
В паре со счетчиком SUM трудится еще один – SUMKAT. Его за-
дача – фиксировать пропуски во всех цилиндрах, влияющие на работоспо-
собность нейтрализатора. При обнаружении одного пропуска показание
счетчика изменяется не на единицу, как в предыдущем случае, а на большую
величину, зависящую от режима работы двигателя (обороты, нагрузка). Ми-
нимальный скачок составляет 30 единиц, а максимальный – 250. Подсчет
пропусков прекращается через каждые 200 оборотов коленвала – и показание
обнуляется. Если за такой цикл показание SUMKAT превысит 1000, то будет
зафиксирована неисправность и в память контроллера записаны коды P0300,
P0301…304. Потом в комбинации приборов замигает контрольная лампа и
после небольшой задержки отключится форсунка в неисправном цилиндре.
При многочисленных пропусках сразу в двух цилиндрах контроллер отклю-
чит оба – в любом случае перегрев нейтрализатора недопустим.
В ряде случаев самодиагностика может ошибаться по объективным
причинам. Так, движение авто-
мобиля по неровному покрытию
означает неравномерное враще-
ние колес, а с ними и коленвала.
Чтобы толчок колеса в яме кон-
троллер не посчитал за пропуск
воспламенения, в моторном отсе-
ке некоторых автомобилей, удо-
влетворяющих нормам Евро III
(в том числе «Калины» ВАЗ-1118),
рядом с верхней опорой стойки
установлен «датчик неровной до-
роги». Это попросту вибродатчик,
сигналы которого тоже обсчитываются контроллером. Сильные толчки,
влияющие на равномерность вращения коленвала, контроллер анализи-
рует – и отличает от пропусков воспламенения.
Согласно европейскому законодательству (Евро III, Евро IV),
бортовая диагностика должна контролировать состояние нейтрализато-
ра и при неисправности включать диагностическую лампу. Для выпол-
нения этого условия на выходе из нейтрализатора установили второй
датчик кислорода. Если нейтрализатор справляется со своей задачей,
то на большинстве режимов на выходе из него количество кислорода
ничтожно мало. На это указывает форма сигнала второго датчика кис-
лорода – это почти прямая линия: колебания уровня сигнала очень не-
велики, а сам он достаточно высокий – около 0,7 В. Если нейтрализатор
частично утратил эффективность, оставшийся кислород поступает на
соответствующий датчик, его сигнал меняется, и вместо прямой линии
на экране монитора мы видим выраженную кривую. Она похожа на сиг-
нал первого датчика, но с меньшей амплитудой и небольшим фазовым
сдвигом. Последний связан с длиной нейтрализатора и его частичной
работой.
Но этим роль второго датчика кислорода не исчерпывается – он
тоже участвует в точной подстройке состава топливо-воздушной смеси,
компенсируя погрешность первого датчика, которую необходимо учи-
тывать по мере его старения. Контроллеры некоторых фирм, сравнивая
показания обоих датчиков, рассчитывают коэффициент старения нейтрализатора, на основе которого специали-
сты по диагностике строят свои прогнозы.
Согласно требованиям Евро III и Евро IV, система самодиагностики должна регистрировать пропуски
воспламенения смеси. Из-за них повышается содержание вредных веществ в выхлопных газах - в первую очередь
несгоревших углеводородов (СН) - сверх допустимых норм. Дожигание чрезмерного количества углеводородов
перегревает нейтрализатор и может вывести его из строя. При уровне пропусков воспламенения в двигателе свыше
4% (на каждые 100 рабочих циклов - более 4 пропусков) содержание несгоревших паров топлива в отработавших
газах становится выше допускаемого современными нормами. Контрольная лампа начнет мигать, предупреждая во-
дителя о нештатной ситуации. Для защиты нейтрализатора от перегрева некоторые автопроизводители прибегают
к отключению подачи топлива в неработающий цилиндр. Но стандарт Евро II этого не требовал, поэтому на не-
которых, даже не очень старых иномарках такой функции может не оказаться. АВТОВАЗ, начиная с автомобилей,
удовлетворяющих Евро II, включил эту функцию в перечень обязательных. Насколько она полезна, лучше других
знают владельцы «Шевроле-Нивы» с контроллером МР7.0: из-за дефектов модуля зажигания им приходилось заме-
нять дорогостоящий нейтрализатор в сборе с резонатором. С контроллером М7.9.7. риск повредить нейтрализатор
сведен к минимуму.
Моменто море
За рулем
Электронные системы впрыска оптимизируют работу двигателя, помогая водителю. Рассказывает Генна-
дий Емелькин.
В программы многих современных контроллеров (электронных блоков управления) заложена «момент-
ная» структура управления двигателем. В зависимости от тех или иных особенностей работы на заданном режиме
контроллер подбирает параметры расхода воздуха, впрыска топлива, зажигания, оптимальные для получения не-
обходимого крутящего момента. Но сказанное не означает, что заботливый блок исправляет любые грубые ошиб-
ки водителя: пытаясь тронуться на высшей передаче или без разгона взять крутой подъем, да еще с прицепом, на
«оптимизацию» не надейтесь. Если крутящий момент, развиваемый двигателем, даже при идеальных настройках
меньше требуемого для движения, то никакой контроллер преодолеть препятствие не поможет. А вот умелому во-
дителю современный контроллер – надежный союзник.
Как блок управления двигателем оперирует крутящим моментом на коленчатом валу, покажем на режиме
холостого хода. Опираясь на показания датчиков системы впрыска, блок управления вычисляет угол опережения
зажигания и одновременно командует регулятором холостого хода, задавая расход воздуха через байпасный канал.
Данные для оптимизации работы любого двигателя – такие, как значения крутящего момента при разных нагрузках,
углах опережения зажигания, температурах, а также механические потери – определены при заводских испытаниях
и записаны в энергонезависимую память контроллера. Как регулируется режим работы двигателя, поясним рисун-
ками.
Зачем понадобились коэффициенты ∆Мжел1 и ∆Мжел2 – нельзя ли обеспечить быстрое и точное реаги-
рование за счет какого-нибудь одного?
Увы, нельзя. С математической точки зрения коэффициенты можно представить в виде своеобразных
«регуляторов». Их задача – обеспечить минимальное отклонение реальных оборотов от желаемых. Специалистам
известны пропорциональные, интегральные, дифференциальные и другие регуляторы; их устройство – отдельная
тема. Скажем лишь, что если упростить механизм и оставить только пропорциональный регулятор АМжел1, то
колебания оборотов будут совершаться в довольно широких пределах - такова его специфика. Современной систе-
ме управления этого мало, поэтому она дополнена интегральным регулятором. Совместно с пропорциональным
он обеспечивает достаточно высокую точность поддержания оборотов - ± 40 об/мин. На исправном двигателе
значения корректирующих параметров должны быть близкими к нулю. Если они упрямо устремляются в плюс
или минус, значит, системе управления приходится «напрягаться», поддерживая обороты в заданном диапазоне.
Допустим, они выше желаемых - значит, результирующий момент избыточен и для его снижения коэффициенты
∆Мжел1 и ∆Мжел2 примут отрицательные значения.
¸
Для примера сымитируем неисправность
– снимем резиновую заглушку с ресивера двигателя.
За счет подсоса воздуха обороты коленвала вырастут
– но уже через несколько секунд диагностический
прибор покажет, что параметры ∆Мжел1 и ∆Мжел2
на это отреагировали и приняли значения около -10%
…-15%. В результате УОЗ снизится, байпасный канал
РХХ прикроется, компенсируя излишки воздуха. Воз-
росший было крутящий момент уменьшится – число
оборотов вернется к норме.
Подсос воздуха, снижение механических по-
терь в двигателе, подклинивание клапана РХХ в от-
крытом положении отклоняют параметры коррекции
в минус. Повышенные механические потери или кла-
пан РХХ, заклинивший прикрытым, отклоняют их в
плюс. Зная это, уже по знаку отклонения параметра
специалист может наметить пути поиска неисправно-
сти. Если двигатель исправен и прогрет до рабочей
температуры, то при минимальных оборотах холосто-
го хода значения коэффициентов обычно лежат в ин-
тервале от -3% до +3%. Предельными же считаются
значения от -5% до +5%. За параметром ∆Мжел2 по-
стоянно следит бортовая диагностика. Если, несмотря
на все усилия контроллера, отклонения оборотов все
же выйдут за пределы ±100 об/мин, бортовая диагностика зафиксирует неисправность и запишет в память блока
управления код ошибки Р0506 («обороты коленвала ниже ожидаемых») либо Р0507 («...выше ожидаемых»). Пропор-
циональный ∆Мжел1 и интегральный ∆Мжел2 коэффициенты не хранятся в памяти контроллера и перед очеред-
ным пуском двигателя равны нулю. . А вот коэффициент ∆Мжел3 хранится в энергозависимой памяти – обнулить
его показания можно, сняв клемму с батареи либо с
помощью диагностического прибора.
ПЕРЕЧЕНЬ ПАРАМЕТРОВ
УОЗ
–
угол опережения зажигания по ко-
ленчатому валу. Измеряется в градусах относительно
ВМТ.
nжел
–
желаемые обороты холостого хода
(оптимальная величина, рассчитанная контроллером
для данных условий работы.)
nреал
–
фактические обороты коленчатого
вала с дискретностью 40 об/мин.
РХХ
–
регулятор холостого хода. Текущее
положение клапана РХХ измеряется в условных
еди-
ницах (0 - 255).
∆Мжел1 – желаемое изменение крутящего момента двигателя для поддержания оборотов холостого хода
– пропорциональная часть. Измеряется в процентах.
∆Мжел2 - желаемое изменение крутящего момента двигателя для поддержания оборотов холостого хода
– интегральная составляющая. Измеряется в процентах.
∆Мжел3 - параметр адаптации регулировки холостого хода, учитывающий долговременные изменения в
двигателе. Измеряется в процентах.
∆n- изменение оборотов.
�
ГОРНЫЙ ВОЗДУХ
За рулем
Прелести автомобилизации бес-
спорны, как и связанные с этим глобаль-
ным явлением проблемы. В отработав-
ших газах бензинового двигателя можно
найти немало разнообразных токсичных
компонентов, но верховодит традицион-
ная триада: СО – окись углерода, угарный
газ; СН – несгоревшие углеводороды;
NOх – окислы азота. Инженеры проти-
вопоставили этой опасной троице очень
важное устройство, входящее в систему
выпуска, – каталитический нейтрализатор
отработавших газов. Иначе говоря, газы,
пройдя через это устройство, из агрессив-
но-токсичных превращаются в сравни-
тельно безопасные, нейтральные. Чтобы
нейтрализатор мог эффективно «облаго-
раживать» поступающие в него газы, со-
держание каждого компонента в них должно укладываться в довольно узкие рамки, соответствующие сгоранию
в цилиндрах стехиометрической рабочей смеси топлива и воздуха. Напомним, что ее состав характеризуется так
называемым коэффициентом избытка воздуха к (иногда - в советской литературе, например, - вместо к писали
другую греческую букву - а). Если к больше 1,0 - смесь обедненая, бедная и т.д. И наоборот – смесь с λ меньше 1,0
– обогащенная, богатая и т.д. Если воздуха ровно столько, сколько требуется для полного сгорания топлива, смесь
называют стехиометрической – на рис. 1 это область значений λ вблизи 1,0.
Но как обеспечить столь высокую точность и одновременно стабильность топливодозирова-ния? Извест-
но, что карбюраторные моторы при всей их простоте по этому пункту не проходят.
Цель была достигнута с появлением электронной системы автоматического регулирования с датчиком
кислорода в отработавших газах – по-другому, лямбда-зондом. Этот датчик – важнейший элемент обратной связи
в системе топливодозирования на современных автомобилях, позволяющей поддерживать стехиометрический со-
став на установившихся режимах работы двигателя с точностью до ±1%.
На современных европейских автомобилях чаще всего можно увидеть датчики кислорода двух типов. К
первому отнесем датчики на основе диоксида циркония (циркониевые), ко второму – датчики на основе оксида ти-
тана (титановые). Циркониевый зонд показан схематично на рис. 2. Измерительный элемент, помещенный в поток
отработавших газов, генеирует ЭДС, зависящую от их состава. Эту зависимость иллюстрирует рис. 3 – она имеет
«триггерный» характер. Иначе говоря, ЭДС зонда чрезвычайно резко меняется вблизи значения λ=1,0 рабочей сме-
си в цилиндре двигателя, реагируя даже на очень слабые колебания состава в сторону обогащения или обеднения.
Собственно измерительный элемент – это трубочка с одним закрытым концом (пальчиковый тип – см. рис. 2) или
пластинка (планарный тип). Принцип работы один, разница только в конструкции – в дальнейшем, чтобы не пу-
таться, будем подразумевать пальчиковый тип.
Показанный на рис. 2 измерительный элемент (ИЭ) имеет напыление благородного металла – платины с
внутренней и внешней сторон. Внутри же – «твердый электролит» (керамика) из смеси диоксида циркония ZrO2
и оксида иттрия Y2O3. Работает по принципу гальванического элемента с твердым электролитом: по достижении
Рис
Зависимость эффективности нейтрализатора от
состава рабочей смеси в цилиндрах двигателя
Чтобы
эффективность была не ниже
колебания состава
относительно оптимального не должны превышать
содержание .. 23 24 25 26 ..
|
|
|