Вторая конференция. День девятый

Вторая конференция "Технологии авторемонта. Диагностика современных силовых агрегатов"

9-й день (30 марта)

1-й день · 2-й день · 3-й день · 4-й день · 5-й день · 6-й день · 7-й день · 8-й день · 9-й день
Подробности о мероприятии · Краткий обзор и ежедневные отчеты · Отзывы участников · Видео с конференции

Тема: Диагностика бензиновых двигателей по сигналам датчиков кислорода и параметрам лямбда-контура с использованием сканера и осциллографа

Лекцию читает Газетин Сергей Павлович


Технический эксперт компании "Интерлакен Рус", руководитель отдела обучения компании «АмЕвро», дипломированный инженер в области электроники, автор многих статей по автомобильной диагностике, практикующий диагност со стажем работы более 18 лет. Основная специализация – диагностика бензиновых и дизельных двигателей.

Содержание лекции:
1. Обзор существующих типов датчиков кислорода (релейные на основе двуокиси циркония и двуокиси титана, широкополосные Denso и Bosch).
2. Основные схемы включения релейных датчиков кислорода (с опорным напряжением, без опорного напряжения, с «вывешенной» массой).
3. Устройство и функционирование контура лямбда-регулирования, понятие пропорционального управления и лямбда-интегратора.
4. Реакция контура лямбда-регулирования на возникновение различных видов неисправностей.
5. Сигналы релейных датчиков кислорода, диагностика работы датчиков кислорода, двигателя и его системы управления с использованием сканера и осциллографа.
6. Схемы включения широкополосных датчиков кислорода Denso и Bosch;
7. Сигналы широкополосных датчиков кислорода, диагностика работы широкополосных датчиков, двигателя и его системы управления с использованием сканера и осциллографа.
8. Топливная коррекция и топливная адаптация, параметры, описывающие процессы топливной коррекции и адаптации, их интерпретация (адаптивные поправки, аддитивная и мультипликативная коррекция, возможные варианты отображения на дисплее сканера).
9. Использование параметров топливной коррекции и адаптации для диагностики двигателя и его систем.
10. Дополнительная информация (цепи подогрева датчиков кислорода и их проверка, задние датчики кислорода, их использование для диагностики и другая информация)


Перевод наиболее часто встречающихся слов и выражений на лекции:
Oxygen Sensor – датчик кислорода
AFR Sensor (Air / Fuel Ratio Sensor) – датчик состава смеси, датчик соотношения воздух/топливо (Denso)
Wide Band Oxygen Sensor, Wide Range O2 Sensor – широкополосный датчик кислорода (Bosch LSU 4.2, LSU 4.9 и т.п.)
Lambda Probe Voltage, Oxygen Sensor Voltage – напряжение (реальное или виртуальное) датчика кислорода
Oxygen Sensor Current – ток датчика кислорода или ток накачки датчика кислорода
Loop Status, F/B Status, FSS Status – состояние петли лямбда-регулирования
Short Term Fuel Trim (STFT) – топливная коррекция с малым временем реакции (быстродействующая топливная коррекция)
Long Term Fuel Trim (LTFT) – топливная коррекция с большим временем реакции, долговременная топливная коррекция, топливная адаптация, адаптация самообучением
Lambda Integrator - топливная коррекция с малым временем реакции (аналог параметра STFT)
Lambda Control Value, O2 Sensor Control, Oxygen Sensor Control - топливная коррекция с малым временем реакции (аналог параметра STFT)
Mixture Correction Additive, Mixture Adaptation Additive – аддитивная составляющая долговременной топливной коррекции (адаптации)
Mixture Correction Multiplicative, Mixture Adaptation Multiplicative – мультипликативная составляющая долговременной топливной коррекции (адаптации)
Self-Adaptation Idle – топливная адаптация на режиме холостого хода
Self-Adaptation Part Load – топливная адаптация на режимах частичных нагрузок
TWC (Three Way Catalyst) – трёхкомпонентный нейтрализатор отработанных газов (катализатор)
Upstream TWC – до катализатора
Downstream TWC – после катализатора
Oxygen Sensor Heating – подогрев датчик кислорода
***


Давно прошли времена, когда автомобили ремонтировали «на слух и на нюх».
Да-да, есть такое выражение, оно было в ходу лет 20 назад. Но тогда не авторемонтники были сытыми и тупыми, время было такое. Информации не хватало катастрофически, любой информации были рады, её собирали, хранили, применяли.
Сейчас же дело другое – век 21, век информации: «бери-не хочу!».

Сейчас автомобильная информация как «девка на выданье», скорость и качество информационных потоков такие, что надо успеть вовремя поймать за хвост нужное, поймать, понять, использовать. Потому что завтрашним утром вчерашнее и позавчерашнее станет ненужным и устареет.
Мы все знаем, что в нашем мире за окном всё подчиняется одним и тем же законам. Дом начинается с геологоразведочных работ, потом фундамент, потом стены. Умение диагностировать-ремонтировать автомобили начинается с закона Ома, потом грязные руки, потом понимание происходящих процессов. Всё взаимосвязано. И не зная чего-то одного – потом будет трудно наверстать упущенное.
***
В первой части лекции Газетин С.П провел обзор типов датчиков концентрации кислорода.






  Релейного типа (Switching Type, On-Off Type, Binary Type):
- циркониевые (на основе двуокиси циркония ZrO2)
- титановые (на основе двуокиси титана TiO2)


Линейные (Linear O2 Sensors) или широкодиапазонные (Wide Band O2 Sensors) или датчики состава смеси (Air/Fuel Ratio Sensors). Линейные датчики изготавливаются исключительно на основе двуокиси циркония ZrO2.

 Датчик на основе ZrO2
Является генератором ЭДС. ЭДС зависит от содержания кислорода в отработавших газах (от состава смеси).


  Высокостабильное смещение 0,45 Вольта широко используется, но не является общепринятым. Существуют также и другие варианты схемотехники входного каскада в блоке управления.






Датчик релейного типа на основе двуокиси титана TiO2
Является резистором, сопротивление которого зависит от концентрации кислорода в отработавших газах (от состава смеси). Блок управления преобразует изменения сопротивления датчика в изменения напряжения.
Вариант схемы






Упрощённая диаграмма работы лямбда-контура:






  Переключение датчика кислорода (ДК) является результатом работы так называемого λ-интегратора. Это специальная программа, которая увеличивает и уменьшает длительность впрыскивания топлива в противофазе с сигналом ДК.

Значения λ-интегратора (Short Term Fuel Trim) выводятся с помощью сканера и могут использоваться для диагностики (этот вопрос рассматривается в третьей части).
  Во второй части Сергей Павлович Газетин заострил внимание слушателей на сигналах датчиков кислорода.
Сигналы датчиков кислорода релейного типа.
Реакция датчика кислорода и лямбда-контура на возникновение различных неисправностей.




Датчики состава смеси (AFR Sensors, LAF Sensors)
Датчики фирмы DENSO (Toyota, Subaru, Honda, Volvo и др.)

  Принцип работы: при наличии постоянного смещения 0,3 или 0,4 Вольта между электродами, датчик является генератором тока, величина и направление которого зависят от содержания кислорода в отработанных газах (ОГ):


  Датчики фирмы Bosch и NTK
Принцип работы – изменение пропускной способности диффузионного слоя для молекул кислорода под воздействием «тока электронной помпы». Величина и направление тока электронной помпы зависит от содержания кислорода в отработанных газах (ОГ):


Для правильного функционирования линейных датчиков требуется применение специально разработанных электронных микросхем.


Напряжение Uвых. является результатом детектирования тока электронной помпы. Это напряжение используется блоком управления для коррекции длительности впрыска топлива. Данное напряжение выводится в потоке текущих параметров и доступно для анализа с помощью сканера.
При обеднении смеси (λ >1), напряжение Uвых. возрастает (ток электронной помпы положительный), при обогащении смеси (λ <1), напряжения Uвых. уменьшается (ток электронной помпы отрицательный).

Как правило, при диагностике двигателя через протоколы OBD II / EOBD в потоке текущих параметров выводится значение тока электронной помпы.
В третьей части лектором были рассмотрены сигналы широкополосных датчиков кислорода.

Наиболее простым и удобным способом оценки функционирования широкополосных датчиков кислорода является анализ напряжения или тока, выводимых в списке текущих параметров на дисплей сканера.




Кроме этого, в ряде случаев, возможна диагностика данных типов датчиков традиционными методами, с использованием мультиметра или осциллографа.




Параметры топливной коррекции и адаптации
В дополнение к контуру топливной коррекции, в блоке управления имеется адаптивный контур, накопленные значения которого сохраняются в памяти ЭБУ. Если память энергозависимая, то эти значения «обнуляются» при отключении АКБ. Если память энергонезависимая, то такое обнуление делается с помощью сканера, с использованием функции «Adaptation reset».

В соответствии с терминологией, принятой для стандартов OBD II и EOBD, параметр топливной коррекции называется STFT (Short Term Fuel Trim), а параметр адаптации - LTFT (Long Term Fuel Trim). Однако производители автомобилей для данных целей чаще используют другие названия, например O2Sensor Control, Mixture Adaptation и другие.

Правильная интерпретация и анализ значений параметров топливной коррекции и адаптации является важным условием быстрой и эффективной диагностики.
Были рассмотрены вопросы использование параметров топливной коррекции и адаптации для диагностики двигателя и его систем.




Подогрев датчиков кислорода.


 ***
Это была последняя лекция на нашей Второй конференции. Нет, скажу точнее: не последняя, а «крайняя». Будут еще.

Скажу вам откровенно: подобные конференции, в таком качестве и в таком объеме – это редкость, подобное по пальцам пересчитать. И когда готовилась первая конференция, то и на нашем форуме, и в стороне звучали рассуждения и сомнения. Кто-то говорил «дорого», кто-то вообще сомневался в необходимости подобного, мол, «все можно и самому выучить».

Да за ради Бога. Вперед. Учите и постигайте самостоятельно, никто и никого не принуждает. Но только хочу сказать как человек, для которого понятия «автомобиль и автомобильная диагностика» знакомы уже лет двадцать: нет ничего более ценного, чем выслушать человека, который опытнее тебя в каком-то вопросе. Сравниваю и говорю: «Эх, были бы подобные занятия лет пятнадцать-двадцать назад!». В этом восклицании простое человеческое сожаление.

Мне нравятся «упёртые» люди. Впрочем, почему только мне, это общеизвестно: «Упорство двигает и развивает». И такие люди, которые не сидят на завалинке со стаканом самогона в одной руке и пучком лука в другой; которые не сидят на месте, а постоянно в движении, в развитии, они достойны только уважения. Именно такие выбирают время для конференций, приходят общаться на технические форумы. Именно такие имеют постоянных клиентов - качество и предсказуемость проведенного ремонта всегда притягивают.

Уверен, что у «упёртых и увлеченных профессией» всё получится, все сложится. Будет и масло на бутерброд, будет и икра на масло: в наше время знания – это валюта, которая не подвержена колебаниям цен на рынке,  эта валюта всегда с теми, кто имеет в кармане толстую пачку знаний. Как говорят старые и опытные люди: «Профессия в руках дорогого стоит».


Итак, Вторая конференция состоялась.

Кучер В.П
© Легион-Автодата