Лекция 14 – Контроль за токсичностью отработавших газов с помощью лямбда-зонда

В США, Европе и Японии только ката­литическая очистка отработавших газов с использованием трехкомпонентных нейтрализаторов и системой с обратной связью обеспечивает удовлетворение существующим нормам по предельным концентрациям СО, NO_Х и СН в отрабо­тавших газах.

Коэффициент избытка воздуха  ис­пользуется для определения пропорций воздуха и топлива в рабочей смеси и от­ношений между действительным и стехеометрическим составами смеси (рис 19).

В основном для двигателя с искровым зажиганием для оптимизации состава отработавших газов используются две разновидности обратной связи.

Рисунок 19 – Упрощенный алгоритм работы системы -коррекции

Система с обратной связью для  = 1. Эта система обеспечивает снижение до минимума концентрации токсичных ком­понентов в отработавших газах. Двигатель должен работать в узком диапазоне значе­ний  = 1±0,005 («окно» каталитического нейтрализатора). Такая точность достига­ется использованием системы с обратной связью по составу рабочей смеси с лям­бда-зондом, установленным перед нейт­рализатором. Второй аналогичный кисло­родный датчик располагается за нейтра­лизатором, что еще более увеличивает точность формирования состава смеси.

1 – датчик массового расхода воздуха; 2 – двигатель; 3а – первый кислородный датчик (ляибда-зонд-1); 3b - второй ки­слородный датчик (лямбда-зонд-2); 4 – каталитический нейтрализатор; 5 – форсунки; 6 – ECU; U_s – напряжение датчика; U_V – напряжение включения в работу форсунок; V_E – количество впры­скиваемого топлива

Рисунок 20 – Управление в системе очистки отработавших газов с лямбда-зондом

Система с обратной связью при  > 1 (обедненная смесь) (рис. 20). Основным преимуществом такого конт­роля является снижение расхода топли­ва в результате сгорания обедненной смеси (качественное регулирование без дросселирования). Эффективность сис­темы определяется использованием ка­талитических нейтрализаторов, которые могут снизить выбросы NO_X во время сго­рания обедненной смеси. Для двигателей с искровым зажиганием пределом обед­нения смеси является  = 1,7. Превыше­ние этого значения ведет к возникнове­нию пропусков воспламенения, несмотря ни на какие конструктивные меры.

Лекция 15 – Самодиагностика

Та доминирующая роль, которую играют электронные системы в автомобиле, заставляет уделять повышенное вни­мание проблемам, связанным с их об­служиванием. Кроме этого, из-за того, что основные функции автомобиля ста­новятся все более зависящими от элек­тронных систем, эти системы должны удовлетворять весьма жестким требо­ваниям по их надежности.

Решение этих проблем заключается во включении функций самодиагности­ки в электронную систему (рис. 21). Реализация этих функций основана на возможно­стях электронных систем, уже исполь­зующихся на автомобиле для непре­рывного контроля и определения неис­правностей в целях хранения этой информации и диагностики.

Рисунок 21 – Самодиагностика электронных систем

Например, ЭБУ (ECU) производит самопро­верку своего функционирования следу­ющим образом: программируемые чипы памяти снабжены тестовыми комбина­циями, которые могут восстанавливать­ся и использоваться в целях сравнения. Для запоминающих устройств применя­ется сравнение с итоговыми данными испытаний для гарантии того, что все данные и программы хранятся в этих устройствах правильно.

Датчики испытываются на точность снимаемых с них данных (в установлен­ных пределах); также проверяются ра­зомкнутые и замкнутые цепи. Конечные элементы управления могут испыты­ваться во время их работы с использова­нием предельных значений тока.

Внебортовые испытательные устрой­ства используют интерфейсы, регламен­тированные в стандарте ISO 9141. Пос­ледовательно подключаемый многоряд­ный вход-выход (порт) обеспечивает поддержание скорости передачи инфор­мации в диапазоне значений от 10 бод до 10 кбод. При этом используется одно- или двухпроводной порт, что позволяет осуществить подсоединение к централь­ному диагностическому разъему сразу нескольких управляющих блоков.

В испытательном блоке осуществля­ется контроль периода между подачей импульса в целях определения скорости передачи информации (в бодах) пере­датчиком, которая затем поддержива­ется автоматически. Байты кодов (ус­танавливаемые автомобильным коми­тетом DIN) определяют протокол для последующей передачи данных.

Возможности самодиагностики включают:

- идентификацию системы и ЭБУ (ECU);

- распознание, хранение и считывание информации о статических и единичных нарушениях работы;

- считывание текущих реальных данных, включающих условия окружающей сре­ды и спецификации;

- моделирование функций системы;

- программирование параметров системы.

Отдельные программы для испытатель­ного блока хранятся в подключаемых модулях, в то время как корректировка и передача данных в системе осуществля­ются посредством интерфейса данных.

32