Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема

Содержание

Как проверить датчик кислорода (лямбда-зонд)

Приветствую вас друзья на сайте ремонт автомобилей своими руками. Лямбда-зонд можно отнести к одной из самых важнейших деталей в работе двигателя и в выхлопной системе транспортного средства. А это вызывает большой интерес у большинства водителей, как же можно проверить датчик кислорода?

Как проверить датчик кислорода (лямбда-зонд)

Проверить датчик совсем несложно, о чем мы постараемся подробно рассмотреть в этой статье. Лямбда-зонд — специальное устройство, которое еще называют датчиком кислорода, находится он в выхлопной системе на выпускном коллекторе.

Информация, которая предается с этого кислородного устройства, дает возможность блоку управления всегда поддерживать необходимый состав топливной смеси.

Допустим при попадании в камеру сгорания очень обедненной или сильно обогащенной смеси, лямбда-зонд сигнализирует электронной системе вашего транспортного средства и компьютер начинает корректировать необходимые параметры.Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема

Устройство лямбда-зонда из чего состоит датчик кислорода:

  • Металлический корпус.
  • Изолятор из керамики.
  • Уплотнение кольцо с проводкой и специальными манжетами.
  • Защитный корпус, в котором предусмотрено отверстие, обеспечивающие вентиляцию.
  • Токопроводящий контакт цепи.
  • Керамический наконечник.
  • Спираль накаливания.
  • Щиток защитный, имеющий отверстие, через которое происходит выход газов.

Уникальностью этих устройств заключается в том что они производятся из термостойких материалов, и предназначены работать в режиме высоких температур.

Разновидности устройств:

  1. Однопроводной.
  2. Двухпроводной.
  3. Трехпроводной.
  4. Четырехпроводной.

Перед началом проверки датчика, необходимо ознакомиться с основными причинами, которые способны выводить его из строя.

Некоторые причины и неисправности датчика.

Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема
  • Внутрь корпуса попадает тосол, охлаждающая жидкость.
  • Неправильная чистка корпуса различными химическими веществами, которые для этого совершенно не подходят.
  • Слишком большое количество свинца, которое находится в бензине.
  • Перегрев корпуса датчика которое происходит из-за попадания некачественного бензина.

Что бывает если датчик кислорода пришел в негодность:

  • Машина начинает дергаться.
  • Расход топлива начинает увеличиваться.
  • Некорректно работает катализатор.
  • Неравномерные обороты движка.
  • Высокое скапливание токсинов в выхлопах газа.

Рекомендуется вести контроль за работой датчика, который необходимо проверять не реже одного раза, после каждого пробега в 10000 километров. Так же на забудьте прочитать статью про датчик холостого хода.

Проверка лямбда-зонда своими руками

Существует визуальная проверка, которая является самым легким и понятным методом, с которого и следует начинать.Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема

Для начала нужно осмотреть все разъемы, к которым подключаются провода и все они должны быть надежно и плотно зафиксированы на местах.

Визуальный осмотр устройства:

Наличие сажи обычно появляется из-за дефектного нагревателя датчика, также может образовываться за счет сгорания сильно обогащенной смеси, что в итоге засоряет датчик и он начинает неправильно работать.

Блестящие отложения появляются из-за большой концентрации свинца в бензине. Обычно в этих случаях желательно заменить устройство, так как свинец уже смог повредить зонд и каталитический нейтрализатор.

Беловатые и сероватые отложения тоже ведут к замене датчика, потому как они бывают из-за различных присадок используемых в топливе, что тоже ведет к неисправности прибора.

Проверка датчика кислорода при помощи приборов

Лямбда-зонд можно проверить тестером, цифровым вольтметром, осциллографом, но такого прибора у многих просто нет и не все умеют им пользоваться.

Первое что нужно сделать это прогреть мотор, затем находим датчик под капотом или снизу авто в зависимости от марки машины, который нужно хорошенько осмотреть.Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема

Если он обильно покрыт сажей, или другими различными веществами, то проверка уже не нужна, так как придется заменить устройство.

Далее следует убедиться, что отсутствуют различные механические повреждения, так же обратить внимание на целостность проводки которая к нему подходит.

Если все в норме, нужно запустить движок автомобиля, но предварительно отключив разъем от кислородного датчика и подключив к вольтметру.

Далее нажимаем на педаль газа и набрав 2500 об/мин отпускаем акселератор. Затем очередь вакуумной трубки, которую постарайтесь вытащить из регулятора давления топлива.

Теперь определяем исправность зонда, для чего лишь требуется только взглянуть на измерения вольтметра, если показания 0,8 Вт или в меньших пределах, чем на отметке, либо совсем отсутствуют, значит датчик неисправен.

Далее необходимо проверить на обедненную смесь, для чего провоцируется подсос воздуха, при помощи вакуумной трубки.

Вольтметр должен показать отметку в 0,2 Вт или и того меньше, то датчик кислорода исправен.Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема Но, а другие результаты разумеется свидетельствуют о неисправном датчике и неизбежной замене.

Самостоятельная замена лямбда-зонда

Датчик кислорода необходимо покупать с идентичной маркировкой, она есть на самом датчике. Процесс замены датчика выполняется только тогда, когда полностью остыл движок, а зажигание находится в выключенном состоянии.

Негодную деталь выворачиваем гаечным ключиком, предварительно отсоединив проводку, которая к нему подходит, после чего на место неисправного датчика можно вворачивать новенький, будьте осторожны и рассчитывайте свои силы, а то можно нечаянно сорвать резьбу.

После смены лямбда-зонда потребуется подсоединить разъем с проводами и проверить работу уже новенького датчика.

Проверка лямбда-зонда, довольно простая процедура и вполне по силам любому начинающему владельцу авто. На этом все удачной дороги и без поломок. Если есть какие то дополнения или советы пишите в комментариях.

Обманка лямбда-зонда сделать самому своими руками: чертеж

Из статьи вы узнаете, как изготавливается обманка лямбда-зонда своими руками и стоит ли ее устанавливать на свой автомобиль.Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема От того, насколько качественно сгорает топливовоздушная смесь в двигателе, зависит его коэффициент полезного действия. Очень важно подобрать оптимальную пропорцию содержания бензина и воздуха в зависимости от нагрузки на двигатель.

Если в старых автомобилях все настройки качества и количества топлива зависели от регулировок карбюратора, то в современных дело обстоит несколько иначе. Все отдано в надежные руки микропроцессорной техники и огромного числа датчиков.

Как работает инжекторная система впрыска

Можно выделить несколько самых важных узлов, которые имеются в инжекторной системе:

  1. Топливный бак.
  2. Датчик уровня топлива в одном корпусе с насосом и фильтром.
  3. Топливная рампа (установлена в моторном отсеке на впускном коллекторе).
  4. Форсунки, обеспечивающие подачу бензиновой смеси в камеры сгорания.
  5. Блок управления. Как правило, он смонтирован в салоне автомобиля, позволяет контролировать подачу топливовоздушной смеси.
  6. Система выпуска отработавших газов, которая обеспечивает полное уничтожение вредных веществ.Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема

Именно в последней устанавливается обманка лямбда-зонда. Своими руками («Лансер 9» или «Лада» у вас, не имеет значения) сделать ее можно довольно просто. Но следует и осознавать все последствия установки «заглушки». Обманка лямбда-зонда своими руками на «Приору» может быть изготовлена и простой конструкции, в любом случае она окажет значительное влияние на работу двигателя.

Сколько датчиков в автомобиле

Датчики кислорода (лямбда-зонды) монтируются в систему выпуска отработавших газов современных автомобилей с инжекторной системой впрыска топлива. В системе может быть как один, так и два датчика кислорода. Если устанавливается один, то он расположен после каталитического нейтрализатора. Если же два, то до и после.

Причем один измеряет процентное содержание кислорода сразу на выходе из цилиндров и посылает свой сигнал на электронный блок управления. Второй же, который смонтирован после катализатора, необходим для корректировки показаний первого.

Принцип функционирования лямбда-зонда

Вся автомобильная электроника, которая отвечает за правильное образование смеси, участвует в распределении топлива по форсункам.Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема При помощи датчика кислорода определяется необходимое количество воздуха, чтобы образовалась качественная смесь. Благодаря тонким настройкам лямбда-зонда удается достичь высокую степень экологичности и экономичности.

Топливо сгорает полностью, на выходе из трубы практически чистый воздух – это плюс экологии. Точнейшая дозировка воздуха и бензина – это выигрыш в экономии топлива. Конечно, каталитический нейтрализатор вкупе с датчиками кислорода обеспечивает стабильную работу двигателя. Но вот за счет того, что изготавливается из драгоценных металлов, его стоимость крайне высока. И при выходе его из строя замена выльется в копеечку. Поэтому возникает мысль: «Но есть же обманка лямбда-зонда, своими руками (ВАЗ-2107 даже нуждается в замене датчика кислорода) ее сделать не составит труда».

Конструктивные особенности датчика кислорода

Внешний вид у этого прибора простой – длинный электрод-корпус, от которого отходят провода. На корпусе напыление платины (именно об этом драгоценном металле и шла речь выше).Лямбда зонд своими руками: Как сделать обманку лямбда зонда своими руками схема А вот внутреннее устройство более «богатое»:

  1. Металлический контакт, который соединяет провода для подключения с активным электрическим элементом датчика.
  2. Уплотнитель из диэлектрика для обеспечения безопасности. В ней имеется небольшое отверстие, через которое поступает внутрь корпуса воздух.
  3. Циркониевый электрод скрытого типа, который находится внутри керамического наконечника. При протекании тока по этому электроду происходит его нагрев до температуры в интервале 300…1000 градусов.
  4. Экран защиты с отверстием для отвода выхлопных газов.

Типы датчиков

Два основных типа датчиков кислорода, которые на сегодняшний день используются в автомобильной технике:

  1. Широкополосные.
  2. Двухточечные.

Независимо от типа, они имеют практически идентичное устройство внутреннее. Внешние сходства, как понимаете, тоже имеются. А вот принцип работы существенно отличается. Широкополосный датчик кислорода – это модернизированный двухточечный.

В нем имеется закачивающий компонент, который, благодаря колебаниям напряжения, подает сигнал на электронный блок управления. На этот элемент подача тока может либо усиливаться, либо становиться слабее. При этом небольшое количество воздуха попадает в зазор и анализируется. Именно на этом этапе происходит замер концентрации СО в отработанном газе. Но иногда изготавливается и устанавливается обманка лямбда-зонда своими руками. «Шевроле Ланос», например, с ней работает стабильно и не выдает ошибок после заправок плохим бензином.

Определение неисправности датчика кислорода

Конечно же, этот элемент не вечен, несмотря на его высокую стоимость и платину в составе. Само собой, лямбда-зонд не является исключением и в один прекрасный момент может приказать долго жить. И будут проявляться некоторые симптомы:

  1. Резко возрастает в отработанных газах уровень содержания СО. Если на автомобиле установлен датчик кислорода, а уровень СО крайне высокий, то это говорит о том, что прибор контроля вышел из строя. Определить содержание вредных веществ можно только при помощи газоанализаторов. Но для личных целей его приобретать нерентабельно.
  2. Резко увеличивается расход топлива. Обратите внимание на бортовой компьютер. Посмотрите, какой текущий расход бензина. Это самый простой способ. Также можно судить и по частоте заправок.
  3. И последний признак – это загоревшаяся на приборной панели лампа, сигнализирующая о наличии неисправностей в двигателе.

Если нет возможности провести анализ выхлопного газа при помощи специального прибора, можно это сделать визуально. Светлый дым – это признак того, что в топливной смеси слишком много воздуха. Черный же говорит о большом количестве бензина. Следовательно, можно судить о неправильной работе системы. Но картина иная, если стоит обманка лямбда-зонда. Своими руками («Фольксваген», ВАЗ, «Тойота» — для любого авто) изготавливается такое устройство довольно просто.

Причины поломок

Стоит обратить внимание на то, что датчик кислорода находится в эпицентре горения топлива. Следовательно, состав бензина оказывает значительное влияние на работу лямбда-зонда. Если бензин содержит много примесей, не соответствует ГОСТу, низкого качества, то датчик кислорода будет выдавать ошибку или неверный сигнал на электронный блок управления. В худшем случае прибор выходит из строя. И случается это по причине высокого содержания свинца, который отлагается на датчике и нарушает его функционирование. Но могут быть и другие причины поломок:

  1. Механическое воздействие – вибрации, слишком активная эксплуатация автомобиля, приводят к повреждению или прогоранию корпуса. Выполнить ремонт или восстановление невозможно, рациональный выход – это покупка нового и установка.
  2. Неправильная работа системы топливоподачи. Если топливовоздушная смесь не полностью сгорает, то сажа начинает оседать на корпусе лямбда-зонда, а также попадает внутрь через отверстия для впуска воздуха. Конечно, первое время помогает чистка устройства. Но если оно нуждается в этой процедуре все чаще, то придется устанавливать новый прибор.

Старайтесь время от времени проводить диагностику своего автомобиля. В этом случае для вас не будет неожиданностью выход из строя какого-либо элемента.

Диагностика неисправностей

Конечно, наиболее точный ответ о поломках даст только диагностика на специализированном оборудовании. Но выявить поломку датчика можно и самостоятельно, достаточно прочитать внимательно об особенностях датчика и его характеристиках. А вот устанавливается крайне редко обманка лямбда-зонда. Своими руками (ВАЗ-2114 или любой другой автомобиль если у вас) сделать заглушку-обманку можно из подручных средств в буквальном смысле. Алгоритм поиска неисправности таков:

  1. Открываете капот и находите выпускной коллектор. Проводить работы нужно на остывшем двигателе, так как можно получить серьезные травмы. Находите на каталитическом нейтрализаторе лямбда-зонд.
  2. Проведите внешний осмотр. Загрязнение, сажа, светлый налет – признаки неверной работы топливной системы. Причем последний признак говорит о том, что слишком много свинца в газах.
  3. Проводите замену датчика кислорода и диагностируете всю топливную систему заново. Если загрязнений не наблюдается, нужно продолжить поиск неисправностей.
  4. Отключите штекер датчика и присоедините к нему вольтметр с шкалой до 2 Вольт. Запустите двигатель и увеличьте обороты до 2500 в минуты, затем снижайте вплоть до значения холостого хода. Изменение напряжения должно быть несущественным – в диапазоне 0,8..0,9 вольт. Если нет изменения, либо напряжение равно нулю, можно говорить о поломке датчика.

Также можно судить о поломке по иным характеристикам. В вакуумной трубке создаете искусственно разрежение. При этом напряжение должно быть очень низким – менее 0,2 Вольт.

Ресурс датчика кислорода

Чтобы обеспечить бесперебойную и стабильную работу автомобиля, нужно регулярно проводить технический осмотр. Например, лямбда-зонд нуждается в осмотре каждые 30 тысяч километров пробега. Причем ресурс у него не более ста тысяч – не стоит эксплуатировать автомобиль со старым датчиком – это только приведет к тому, что двигатель придется подвергать ремонту намного раньше. И возникает вопрос – подойдет ли на ваш автомобиль обманка лямбда-зонда? Своими руками на «Калину» такой прибор сделать можно за несколько минут.

Но вот есть один нюанс. Автомобилист не может гарантировать то, что топливо, которым он заправляет машину, качественное. Конечно, каждый привык заливать тот бензин, который продают на его излюбленной заправке. Но кто знает, что за состав у бензина, который разливают там? Поэтому старайтесь доверять заправкам «брендовым», которые дорожат своим именем. Но если нет рядом хороших заправок, то придется довольствоваться тем, что имеется под боком. И горящая лампа ошибки ДВС – это частое явление, избавиться от которого поможет установка обманки.

Самодельный прибор-обманка

Все зависит от того, какими средствами вы располагаете. Стоит заметить, что обманка лямбда-зонда своими руками на ВАЗ может быть и самой демократичной, все равно она работает безотказно. Самый дешевый вариант – самоделка. Изготавливается корпус из бронзы. Этот металл лучше выбирать, так как у него очень большое сопротивление к нагреву. Причем размеры этой болванки должны быть точно такие же, как у самого датчика, дабы не просачивались выхлопные пары. По сути, это проставка с небольшим отверстием – не более трех мм. Проставка эта вкручивается на место датчика. А сам лямбда-зонд устанавливается в проставку.

Между датчиком и отверстием в болванке находится слой керамической крошки, на которой нанесен слой катализатора. Благодаря этому выхлопной газ проходит через тонкое отверстие и окисляется крошкой. Результат – значительное снижение уровня СО. Следовательно, обманывается стандартный датчик кислорода. Но такие устройства можно установить на бюджетные автомобили. Более дорогие машины не стоит подвергать переделкам.

Электронная обманка

Но если есть навыки в монтаже электрических схем, можно изготовить самодельное устройство. Вам потребуется всего один из этих двух элементов – резистор или конденсатор. Но не для всех подойдет такая обманка лямбда-зонда. Своими руками («Субару Форестер» или ВАЗ, не имеет значения) изготовить ее можно по одному из предложенных вариантов. Но будьте внимательны, ведь непонимание процесса работы обманки скажется на функционировании всего блока управления. И если не уверены, лучше приобретите готовую на микроконтроллере. Она хороша тем, что может самостоятельно провести следующие действия:

  1. Оценить концентрацию газа на первом датчике.
  2. Далее происходит формирование импульса, который соответствует сигналу, который был получен ранее.
  3. Выдает для электронного блока управления усредненные показания, которые позволяют нормально работать двигателю.

Прошивка электронного блока управления

Самый действенный способ – это полностью изменить программу, заложенную в блоке управления. Суть всей процедуры в том, чтобы избавиться полностью или частично от какой-либо реакции на изменение показаний, поступающих с датчика кислорода. Но обратите внимание на то, что гарантия при этом пропадает на автомобиль. Поэтому для новых машин такой способ, как, впрочем, и любой другой, не подойдет.

Заключение

И самое главное – подумайте, стоит ли овчинка выделки? Нужно ли вообще делать такую деталь, как обманка лямбда-зонда, своими руками? «Лансер 9», скажем, автомобиль далеко не бюджетный, а высокого класса, так что есть ли вообще смысл нарушать его конструкцию различными самоделками? Разумно ли это? Если есть деньги на дорогой автомобиль, то должны быть средства и на поддержание его в рабочем состоянии. Если не так, то зачем же приобретали такую машину?

Как проверить лямбда-зонд своими руками — автонастрой

Современный автомобильный двигатель – это сложное высокотехнологичное устройство. Стабильное функционирование всех его систем обеспечивают десятки электронных устройств и контрольных датчиков. Выход из строя любого управляющего прибора может привести к серьезным нарушениям режимов работы силового агрегата.

Одним из контрольных устройств является лямбда-зонд (датчик содержания кислорода или кислородный регулятор). Лямбда-зонд оценивает содержание кислорода в выхлопных газах и генерирует сигнал в блок управления для регулировки количества топлива, подаваемого карбюратором или инжектором в камеры сгорания.

УСТРОЙСТВО ЛЯМБДА-ЗОНДА

Датчик кислорода состоит из металлического корпуса, внутри которого в керамическом изоляторе находится электрический нагревательный элемент и контактная группа. Рабочий конец датчика оснащен керамическим наконечником и защитным экраном с отверстием для отработавших газов. Из ответной части прибора выходит проводка, которая подключается к соответствующему разъему электросистемы автомобиля. На корпус нанесена резьба для герметичной установки на выпускном коллекторе.

Лямбда-зонд эффективно выполняет измерения при минимальной температуре в 300 градусов, поэтому в конструкцию современных датчиков входит спираль накаливания для быстрого прогрева контрольного устройства после пуска двигателя.

Лямбда-зонд устанавливается на выпускном коллекторев непосредственной близости от блока двигателя. Некоторые производители устанавливают два анализатора уровня кислорода: один на выпускном тракте до нейтрализатора, а второй за нейтрализатором.

ТИПЫ ЛЯМБДА-ДАТЧИКОВ

В современном автомобилестроении применяют электрохимические лямбда-зонды с изолятором из диоксида циркония, который создает разность электрических потенциалов при изменении концентрации кислорода:

  • Датчики содержания кислорода различают по количеству проводов в разъеме.
  • Однопроводной датчик оснащен только сигнальным проводом, контакт на массу идет через корпус регулятора.
  • Двухпроводной датчик имеет сигнальный и заземляющий провода.
  • Трехпроводной и четырехпроводной датчики дополнительно оснащены нагревательным элементом для сокращения времени срабатывания прибора. Соответственно в колодке подключения появились управляющий и заземляющий провода обогревателя.

ПРИЗНАКИ НЕИСПРАВНОСТИ

Для оптимальной работы современных двигателей в камеры сгорания должна подаваться смесь, с массовым отношением топлива к воздуху как 1 к 14,7.

При использовании некачественного бензина, повреждении корпуса датчика или его перегреве лямбда-зонд функционирует некорректно, что сказывается на работе автомобиля следующим образом:

  • возникают пропуски зажигания;
  • появляются рывки во время движения;
  • двигатель нестабильно работает на холостом ходу;
  • ухудшается разгонная динамика машины;
  • возрастает расход топлива;
  • нагревается катализатор;
  • бортовой компьютер сигнализирует о слишком обогащенной топливной смеси, хотя это не соответствует фактическому режиму работы мотора.

Все эти признаки указывают на возможную неисправность лямбда-зонда. Чтобы убедиться в необходимости замены устройства, необходимо провести проверку его работоспособности с применением специальных измерительных приборов.

ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ ЛЯМБА-ЗОНДА

Для проверки работоспособности датчика кислорода следует визуально оценить его состояние, а также замерить напряжение, генерируемое регулятором при различных оборотах двигателя.

ВИЗУАЛЬНЫЙ ОСМОТР

При проверке лямбда-зонда следует оценить целостность корпуса прибора и соединительных проводов, а также состояние разъемов для подключения.

Наличие на датчике следов сажи свидетельствует о выходе из строя нагревателя лямбда-зонда и избыточном обогащении топливной смеси. Это приводит к искажению показаний контрольного прибора.

Блестящий налет на рабочей части кислородного регулятора означает сверхдопустимое содержание свинца в используемом топливе. Следует задуматься о смене заправочной станции, иначе в ближайшем времени понадобится замена катализатора.

Серые или грязно-белые отложения на корпусе лямбда-зонда появляются при использовании моторного масла неподходящего типа, а также после неправильного применения различных топливных присадок.

ПРОВЕРКА ДАТЧИКА МУЛЬТИМЕТРОМ

Для проверки лямба-зонда мультиметр требуется переключить в режим измерения напряжения. Минусовой щуп крепится к корпусу двигателя, а положительный щуп подключается к сигнальному проводу кислородного регулятора. Проверка выполняется на заведенном и прогретом до рабочей температуры моторе.

При работе двигателя в режиме от 3500 до 3000 оборотов в минуту (по тахометру) исправный датчик кислорода должен срабатывать каждую секунду и генерировать напряжение 0,2–1 вольт. При имитации изменения насыщенности топливно-воздушной смеси показания мультиметра должны резко возрастать. При закрытии дроссельной заслонки напряжение на датчике должно стремиться к нулю.

Примечание!Изменение состава смеси при проверке можно имитировать впрыском во впускной коллектор небольшого количества бензина или снятием шланга с регулятора давления топлива.

Если при всех манипуляциях напряжение на датчике устойчиво составляет 0,45 вольта, лямбда-зонд неисправен.

Что необходимо знать домашнему механику о датчиках O2

Скачать PDF

Современные компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования характеристик двигателя, выбросов и других важных функций. Датчики должны предоставлять точную информацию, в противном случае могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и сбои в выбросах.

Одним из ключевых датчиков в этой системе является датчик кислорода. Его часто называют датчиком «O2», потому что O2 — это химическая формула кислорода (атомы кислорода всегда перемещаются парами, а не в одиночку).

Первый датчик O2 был представлен в 1976 году на Volvo 240. Следующие за ним автомобили в Калифорнии получили в 1980 году, когда правила Калифорнии по выбросам требовали снижения выбросов. Федеральные законы о выбросах сделали датчики O2 практически обязательными для всех автомобилей и легких грузовиков, построенных с 1981 года. И теперь, когда действуют правила OBD-II (автомобили 1996 года и новее), многие автомобили теперь оснащены несколькими датчиками O2, некоторые из которых целых четыре!

Датчик O2 установлен в выпускном коллекторе для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигателя.Контроль уровня кислорода в выхлопных газах — это способ измерения топливной смеси. Он сообщает компьютеру, является ли топливная смесь богатой (меньше кислорода) или бедной (больше кислорода).

На относительную насыщенность или обедненную смесь топливной смеси может влиять множество факторов, включая температуру воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, барометрическое давление, положение дроссельной заслонки, расход воздуха и нагрузку на двигатель. Есть и другие датчики, которые отслеживают эти факторы, но датчик O2 является главным монитором того, что происходит с топливной смесью.Следовательно, любые проблемы с датчиком O2 могут вывести из строя всю систему.

Loops

Компьютер использует вход кислородного датчика для регулирования топливной смеси, что называется «контуром управления с обратной связью». Компьютер ориентируется на датчик O2 и реагирует изменением топливной смеси. Это приводит к соответствующему изменению показаний датчика O2. Это называется работой «замкнутого контура», потому что компьютер использует вход датчика O2 для регулирования топливной смеси.Результатом является постоянное переключение от богатой к обедненной смеси, что позволяет каталитическому нейтрализатору работать с максимальной эффективностью, сохраняя при этом среднюю общую топливную смесь в надлежащем балансе для минимизации выбросов. Это сложная установка, но она работает.

Когда от датчика O2 не поступает сигнал, как в случае, когда холодный двигатель запускается впервые (или выходит из строя датчик 02), компьютер заказывает фиксированную (неизменную) богатую топливную смесь. Это называется операцией «разомкнутого контура», потому что входной сигнал от датчика O2 не используется для регулирования топливной смеси.Если двигатель не переходит в замкнутый цикл, когда датчик O2 достигает рабочей температуры, или выходит из замкнутого цикла из-за потери сигнала датчика O2, двигатель будет работать на слишком богатой смеси, что приведет к увеличению расхода топлива и выбросов. Неисправный датчик охлаждающей жидкости также может предотвратить переход системы в замкнутый контур, потому что компьютер также учитывает температуру охлаждающей жидкости двигателя при принятии решения о переходе в замкнутый цикл.

Как это работает

Датчик O2 работает как миниатюрный генератор и вырабатывает собственное напряжение, когда нагревается.Внутри вентилируемой крышки на конце датчика, который ввинчивается в выпускной коллектор, находится циркониевая керамическая колба. Колба снаружи покрыта пористым слоем платины. Внутри колбы находятся две платиновые полоски, которые служат электродами или контактами.

Наружная часть колбы подвергается воздействию горячих газов в выхлопе, в то время как внутренняя часть колбы выходит изнутри через корпус датчика во внешнюю атмосферу. Кислородные датчики старого образца на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, чтобы воздух мог попасть в датчик, но датчики O2 нового типа «дышат» через свои проводные разъемы и не имеют вентиляционного отверстия.В это трудно поверить, но небольшое пространство между изоляцией и проводом обеспечивает достаточно места для проникновения воздуха в датчик (по этой причине никогда не следует наносить смазку на разъемы датчика O2, поскольку она может блокировать поток воздуха). Проветривание датчика через провода, а не через отверстие в корпусе, снижает риск загрязнения датчика изнутри и его выхода из строя. Разница в уровнях кислорода между выхлопным и наружным воздухом внутри датчика вызывает прохождение напряжения через керамическую грушу.Чем больше разница, тем выше значение напряжения.

Датчик кислорода обычно вырабатывает примерно до 0,9 вольт, когда топливная смесь богатая и в выхлопных газах мало несгоревшего кислорода. Когда смесь бедная, выходное напряжение датчика упадет примерно до 0,1 вольт. Когда топливно-воздушная смесь сбалансирована или находится в точке равновесия около 14,7: 1, датчик будет показывать около 0,45 вольт.

Когда компьютер получает сигнал обогащения (высокое напряжение) от датчика O2, он понижает топливную смесь, чтобы уменьшить показания датчика.Когда показания датчика O2 становятся бедными (низкое напряжение), компьютер снова меняет направление, заставляя топливную смесь обогащаться. Это постоянное переключение топливной смеси вперед и назад происходит с разными скоростями в зависимости от топливной системы. Скорость перехода самая низкая на двигателях с карбюраторами с обратной связью, обычно один раз в секунду при 2500 об / мин. Двигатели с впрыском в корпус дроссельной заслонки несколько быстрее (2–3 раза в секунду при 2500 об / мин), а двигатели с многоточечным впрыском являются самыми быстрыми (5–7 раз в секунду при 2500 об / мин).

Датчик кислорода должен быть горячим (около 600 градусов или выше), прежде чем он начнет генерировать сигнал напряжения, поэтому многие датчики кислорода имеют внутри небольшой нагревательный элемент, чтобы помочь им быстрее достичь рабочей температуры. Нагревательный элемент также может предотвратить слишком сильное охлаждение датчика во время длительного холостого хода, что может привести к возврату системы к разомкнутому контуру.

Датчики O2 с подогревом используются в основном в новых автомобилях и обычно имеют 3 или 4 провода.Старые однопроводные датчики O2 не имеют нагревателей. При замене датчика O2 убедитесь, что он того же типа, что и оригинальный (с подогревом или без него).

Новая роль датчиков O2 с OBDII

Начиная с нескольких автомобилей в 1994 и 1995 годах и всех автомобилей 1996 года и новее, количество кислородных датчиков на каждый двигатель увеличилось вдвое. Второй кислородный датчик теперь используется после каталитического нейтрализатора для контроля его эффективности. На двигателях V6 или V8 с двойным выхлопом это означает, что можно использовать до четырех датчиков O2 (по одному для каждого ряда цилиндров и по одному после каждого преобразователя).

Система OBDII предназначена для контроля выбросов двигателя. Это включает в себя наблюдение за всем, что может вызвать увеличение выбросов. Система OBDII сравнивает показания уровня кислорода датчиков O2 до и после преобразователя, чтобы увидеть, снижает ли преобразователь загрязняющие вещества в выхлопных газах. Если он видит незначительные изменения в показаниях уровня кислорода или совсем не видит их, это означает, что преобразователь не работает должным образом. Это приведет к включению контрольной лампы неисправности (MIL).

Диагностика датчика
Датчики O2

невероятно надежны, учитывая условия эксплуатации, в которых они живут. Но датчики O2 изнашиваются и в конечном итоге должны быть заменены. Характеристики датчика O2 имеют тенденцию к снижению с возрастом, поскольку загрязняющие вещества накапливаются на наконечнике датчика и постепенно снижают его способность производить напряжение. Такое ухудшение может быть вызвано различными веществами, попадающими в выхлопные газы, такими как свинец, силикон, сера, масляная зола и даже некоторые присадки к топливу.Датчик также может быть поврежден факторами окружающей среды, такими как вода, брызги дорожной соли, масло и грязь.

По мере того, как датчик стареет и становится вялым, время, необходимое для реакции на изменения в топливно-воздушной смеси, замедляется, что приводит к увеличению выбросов. Это происходит потому, что колебания топливной смеси замедляются, что снижает эффективность преобразователя. Эффект более заметен на двигателях с многоточечным впрыском топлива (MFI), чем с электронной карбюрацией или впрыском через корпус дроссельной заслонки, потому что соотношение топлива изменяется намного быстрее в приложениях MFI.Если датчик полностью умирает, результатом может быть фиксированная богатая топливная смесь. По умолчанию для большинства применений с впрыском топлива средний диапазон составляет три минуты. Это вызывает большой скачок расхода топлива, а также выбросов. А если преобразователь перегреется из-за богатой смеси, он может выйти из строя. Одно исследование EPA показало, что 70% автомобилей, не прошедших испытание на выбросы I / M 240, нуждались в новом датчике O2.

Единственный способ узнать, выполняет ли датчик O2 свою работу, — это регулярно его проверять.Вот почему на некоторых автомобилях (в основном импортных) есть световой индикатор с напоминанием о техническом обслуживании датчика. Хорошее время для проверки датчика — это замена свечей зажигания.

Вы можете прочитать выходные данные датчика O2 с помощью сканирующего прибора или цифрового вольтметра, но переходы трудно увидеть, потому что числа сильно меняются. Вот где действительно сияет инструмент сканирования на базе ПК, такой как AutoTap. Вы можете использовать графические функции, чтобы наблюдать за изменениями напряжения датчиков O2. Программное обеспечение отобразит выходное напряжение датчика в виде волнистой линии, которая показывает как его амплитуду (минимальное и максимальное напряжение), так и его частоту (скорость перехода от богатого к обедненному).

Хороший датчик O2 должен выдавать колеблющуюся форму волны на холостом ходу, при которой напряжение изменяется от почти минимального (0,1 В) до почти максимального (0,9 В). Искусственное обогащение топливной смеси путем подачи пропана во впускной коллектор должно привести к тому, что датчик среагирует почти немедленно (в течение 100 миллисекунд) и перейдет на максимальный (0,9 В) выходной сигнал. Создание обедненной смеси путем открытия вакуумной линии должно привести к падению выходного сигнала датчика до минимального (0,1 В) значения. Если датчик не переключается вперед и назад достаточно быстро, это может указывать на необходимость замены.

Если цепь датчика O2 разомкнута, закорочена или выходит за пределы допустимого диапазона, она может установить код неисправности и загореться контрольной лампой проверки двигателя или неисправности. Если дополнительная диагностика выявляет неисправность датчика, требуется его замена. Но многие датчики O2, которые сильно испорчены, продолжают работать достаточно хорошо, чтобы не устанавливать код неисправности, но недостаточно хорошо, чтобы предотвратить увеличение выбросов и расхода топлива. Таким образом, отсутствие кода неисправности или контрольной лампы не означает, что датчик O2 работает правильно.

Замена датчика

Очевидно, что неисправный датчик O2 требует замены. Но также может быть полезно периодически заменять датчик O2 для профилактического обслуживания. Замена стареющего датчика O2, который стал медленно работать, может восстановить максимальную топливную эффективность, минимизировать выбросы выхлопных газов и продлить срок службы преобразователя.

Необогреваемые одно- или двухпроводные датчики O2 на автомобилях с 1976 по начало 1990-х годов можно заменять каждые 30 000–50 000 миль.Подогреваемые 3- и 4-проводные датчики O2 в приложениях с середины 1980-х до середины 1990-х годов можно менять каждые 60 000 миль. На автомобилях, оборудованных OBDII (1996 г. и новее), рекомендуется интервал замены 100 000 миль.

Узкополосный или широкополосный: объяснение кислородных датчиков

Сегодня мы поговорим о датчиках кислорода: что это такое, как они работают и зачем они вам нужны.

Датчики кислорода обычно ввинчиваются в выхлопную систему. Они расположены ближе к двигателю, чем к выхлопной трубе.

Их задача — измерить количество несгоревшего кислорода в смеси выхлопных газов и предоставить системе управления двигателем точное измерение соотношения воздух-топливо (AFR).

Это показание AFR — это то, на что смотрят специалисты по настройке двигателей, когда корректируют требования к топливу двигателя.

Это также значение, которое отображается на дино-экране (или на вашей дино-распечатке) после настройки двигателя.

Есть два стиля кислородных датчиков: узкополосный и широкополосный.

Узкополосные датчики O2 обычно имеют до 4 проводов, выходящих из них, и, как следует из названия, измеряют только очень узкое окно между воздухом и топливными смесями — от 0,99 до 1,01 лямбда или от 14,6 до 14,8: 1 по шкале бензина.

Эти датчики обычно используются в старых автомобилях и используются, чтобы сообщить ЭБУ, работает ли двигатель на уровне Stoich (1,00 лямбда или 14,7 бензин AFR) или нет.

Обычно, когда двигатель работает на холостом ходу и движется при небольшой нагрузке (скажем, при дроссельной заслонке 40%), эта измеряемая смесь и сигнал от узкополосного датчика кислорода будут подаваться в ЭБУ, который, в свою очередь, будет выполнять коррекцию на основе этого значения.

Если двигатель работает слишком богатой (слишком много топлива) или слишком бедной (недостаточно топлива), ЭБУ будет выполнять то, что мы называем «Корректировкой замкнутого контура O2», и регулировать общую заправку, чтобы поддерживать его работоспособность. при оптимальном соотношении воздух-топливо 14,7: 1.

Но что происходит, когда двигатель работает с соотношением воздух-топливо, которое узкополосный датчик не может измерить? Буквально ничего. Датчик просто посылает ЭБУ свой сигнал и сообщает ему, что двигатель вышел за пределы измеряемого диапазона.Если соотношение не находится в пределах рабочих параметров «Замкнутый контур O2», он просто ждет, пока он снова не вернется в этот диапазон.

Именно здесь вступает в игру широкополосный датчик O2 . Широкополосный датчик похож на узкополосный, но обычно имеет 6 проводов и более громоздкий соединительный элемент для жгута проводов двигателя.

Также требуется довольно сложная электроника для управления магией внутри датчика (в то время как узкополосный сигнал может быть прочитан с помощью простого входа ЭБУ).

Это означает, что вы можете найти небольшой контроллер широкополосного датчика между ЭБУ и датчиком, этот контроллер выполняет всю работу, а затем отправляет простой сигнал 0-5 В или сообщение CAN в ЭБУ, чтобы сообщить ему соотношение воздуха и топлива.

В качестве альтернативы широкополосный датчик может быть подключен напрямую к выделенным входам на ЭБУ, это будет известно как встроенный широкополосный контроллер. Независимо от марки широкополосного контроллера сигнал 0-5 В может подаваться в диапазон ЭБУ Haltech, чтобы использовать расширенные функциональные возможности широкополосного датчика.

Зачем вам нужен широкополосный датчик?

Помните, как узкополосный датчик сообщает ЭБУ только о том, составляет ли AFT около 14,7: 1 или нет? Это означает, что ЭБУ может выполнять контроль O2 по замкнутому контуру только тогда, когда мы нацелены на смесь 14,7: 1.

Широкополосный датчик O2 измеряет AFR от 0,68 до 1,36 лямбда или от 10: 1 до 20: 1 бензинового воздушно-топливного отношения. Это весь рабочий диапазон обычного двигателя.!

Это означает, что ЭБУ может отслеживать фактическое соотношение воздух / топливо, проверяя его на соответствие желаемому соотношению тюнера, а затем вносить изменения, чтобы убедиться, что целевое и фактическое значение всегда одинаковы.

Мы даже можем выполнить то, что мы называем «долгосрочным обучением», чтобы каждый раз, когда целевое и фактическое соотношения воздух / топливо не совпадают, блок управления двигателем записывает и применяет корректировку. Таким образом, ЭБУ не пытается исправить одну и ту же ошибку снова и снова. И самое лучшее — по мере того, как вы ведете машину, мелодия становится все лучше и лучше!

Почему возникает ошибка, спросите вы? Это может быть связано с различными климатическими условиями, такими как температура и давление, это может быть связано с температурой топлива, эффективностью промежуточного охладителя на динамометрическом стенде по сравнению с дорогой или с частями топливной карты, которые трудно смоделировать на динамометрическом стенде.

Настройка всех возможных температур для каждого датчика на каждом модифицированном двигателе потребует очень много времени, и именно по этой причине широкополосный кислородный датчик и долгосрочное обучение топливу необходимы для модифицированного автомобиля.

Но это еще не все!

С широкополосным датчиком кислорода вы можете установить рабочие ограничения для защиты двигателя. Например, если число оборотов в минуту было выше 4000, а давление наддува выше 15 фунтов, вы можете установить состояние вялого режима защиты двигателя, если AFR меньше, чем, скажем, 13: 1 (или что вы выберете).

Это, в сочетании с повышенной экономией топлива и производительностью, которую обеспечивает контроль O2 с замкнутым контуром, делает очевидным выбор широкополосного датчика кислорода.


Хотите читать? Ознакомьтесь с нашей технической библиотекой, полной полезной информации, советов и руководств.

Объяснение лямбды — Link Engine Management

Датчик CAN LAMBDA , часто называемый датчиком кислорода, измеряет уровень кислорода в выхлопных газах.Этот уровень имеет решающее значение для получения оптимальной воздушно-топливной смеси при настройке двигателя .

  • CAN относится к сети контроллеров, которая действует как «нервная система » транспортного средства , , , обеспечивая связь от одной части к другой.
  • Вычисление лямбда определяет соотношение между количеством кислорода, фактически присутствующим в выхлопе, по сравнению с количеством, которое должно было присутствовать для достижения идеального сгорания.

Эта информация о соотношении воздух-топливо, которую предоставляет CAN Lambda, важна для тюнера. Расход топлива, выходная мощность и соотношение воздух-топливо, присутствующие в выхлопе, составляют основу всей настройки топлива. Двигатель, в выхлопе которого присутствует слишком много кислорода, называется «обедненным», что сокращает срок его службы. В качестве альтернативы, низкие показания кислорода в выхлопе могут указывать на богатый двигатель, который получает больше топлива, чем ему нужно. Возможность видеть эти цифры во время настройки автомобиля позволяет тюнеру оперативно регулировать заправку и определять оптимальное значение лямбда.

Модули

Link CAN-Lambda также предоставляют пользователю мощный метод добавления нескольких кислородных датчиков и переноса их в ЭБУ для мониторинга или регулирования лямбда с обратной связью. Модули CAN Lambda можно легко добавить к существующей шине CAN, а затем запрограммировать на обеспечение необходимого содержания кислорода.

Link CAN-Lambda использует цифровой лямбда-контроллер Bosch для мониторинга, управления и диагностики широкополосных лямбда-датчиков Bosch LSU 4.9. Цифровой широкополосный доступ предлагает множество преимуществ; мощный LSU 4.9 устранит любую потерю сигнала, риск, задержки и ошибки, которые вызывают аналоговые альтернативы.

Модули

Link CAN Lambda позволяют измерять, отображать и регистрировать до восьми широкополосных датчиков кислорода. Для каждого кислородного датчика требуется отдельный модуль. Модулям необходимо сообщить, к какому датчику они подключены (например, цил. 1, цил. 2 и т. Д.), Чтобы их можно было идентифицировать по шине CAN. Все модули Link CAN-Lambda поставляются предварительно сконфигурированными для одной установки. Если используется только один датчик, конфигурация модуля не требуется.

Модуль CAN-Lambda легко настраивается с ЭБУ Link G4 +, а также совместим с другими ЭБУ, регистраторами данных и дисплеями приборной панели, которые предлагают прямую поддержку модулей Link CAN-Lambda или настраиваемой CAN.

Преимущества Link ECU G4 + CAN Lambda
  • Можно установить несколько кислородных датчиков и контролировать их в разных частях выхлопной системы
  • Цифровая обратная связь устраняет задержки или потерю сигнала
  • CAN-Lambda никогда не требует калибровки по свободному воздуху, поскольку она поставляется предварительно сконфигурированной

Модуль Link CAN Lambda может работать только с ЭБУ G4 + и более новыми.ЭБУ Link G4 и более ранние используют только аналоговый вход для лямбда.

Чтобы приобрести CAN лямбда-зонд, обратитесь к дилеру Link ECU.

Что делает лямбда-зонд?

Что такое лямбда-зонд?

Проще говоря, лямбда-зонд измеряет количество кислорода в выхлопных газах, чтобы убедиться, что двигатель правильно сжигает топливо.

Сейчас мы подробнее рассмотрим, как и почему. Мы также ответим на несколько других вопросов, таких как «как вы проверяете лямбда-зонд?» И «какой лямбда-зонд мне выбрать?»

Поддержание нормальной работы двигателя при ограничении вредных выбросов

Лямбда-датчики были введены в 1977 году для повышения эффективности двигателей автомобилей.Устанавливаемые как в бензиновых, так и в дизельных транспортных средствах, они помогают снизить количество вредных выбросов, в первую очередь газов, таких как угарный газ, и загрязняющих веществ, производимых вашим автомобилем.

Датчики разработаны для работы в соответствии с государственным законодательством о выхлопных газах. Из-за роли, которую они играют в работе вашего автомобиля, они также широко известны как датчики кислорода или датчики кислорода .

Наука, лежащая в основе работы вашего лямбда-зонда

Соотношение воздух-топливо

Когда ваш автомобиль сжигает бензин или дизельное топливо, он смешивается с воздухом, чтобы обеспечить наиболее эффективную работу вашего двигателя.

Это соотношение воздуха и топлива известно как стехиометрическое соотношение. Или, что гораздо проще, лямбда-отношение. Лямбда — это греческая буква, обозначаемая λ.

Работа на богатой смеси

Когда у вас богатое топливо, это означает, что в смеси не так много воздуха, как должно быть. С богатым топливом возникает избыток несгоревшего топлива. Несгоревшее топливо создает загрязнение, чего мы стараемся избегать.

Работа на обедненной смеси

Когда в вашей топливной смеси слишком много воздуха, создается обедненная топливная смесь.Бедная топливная смесь имеет тенденцию производить больше загрязнителей оксида азота. Это также может привести к снижению производительности двигателя и возможному повреждению двигателя.

Как работает лямбда-зонд для корректировки топливной смеси?

В выхлопной системе вашего автомобиля должен быть по крайней мере один датчик для измерения количества кислорода в выхлопных газах после сгорания топлива.

В современных автомобилях часто бывает 2 датчика. Первый — непосредственно после двигателя и перед каталитическим нейтрализатором. Второй размещается после каталитического нейтрализатора для контроля всей работы.Он также проверяет, правильно ли ваша кошка выполняет свою работу.

Ваш лямбда-зонд преобразует количество кислорода в выхлопных газах в электрический сигнал и отправляет сигнал в компьютер, который управляет работой вашего двигателя.

ECU (блок управления двигателем) обрабатывает показания и отправляет информацию обратно в двигатель. Затем двигатель делает компенсацию того, как смешивать топливо и воздух, чтобы вернуть соотношение туда, где оно должно быть.

Напряжение, создаваемое вашим датчиком, находится в диапазоне от 0.1 В и 0,9 В. Показание 0,1 В соответствует обедненной топливной смеси, а показание 0,9 В — обедненной топливной смеси. Оптимальное напряжение для идеального микса — 0,45 В.

Как часто нужно менять лямбда-зонд?

Из-за характера их работы и их положения в очень жаркой и грязной среде ваш лямбда-зонд со временем изнашивается.

Несколько вещей могут повлиять на срок службы ваших датчиков, но обычно он должен длиться от 50 до 100 000 миль.

Ранние датчики не имели нагревательного элемента. Им требовалось, чтобы температура выхлопных газов достигла определенного значения для работы. Современные датчики оснащены нагревательным элементом, снимающим большое давление с датчика. Эти новые датчики имеют гораздо более длительный срок службы.

Ваш датчик необходимо периодически проверять, чтобы гарантировать его правильную работу.

Как определить, что ваш лямбда-зонд не работает должным образом

  • Производительность вашего двигателя будет ухудшаться — часто возникают перебои в работе, отключение или вообще не запускается
  • Когда ваш двигатель работает на холостом ходу или просто тикает, он будет грубым и бугристая по сравнению с нормальной
  • Мощность двигателя низкая
  • Расход топлива выше нормы
  • Ваш автомобиль не прошел тест на выбросы
  • На приборной панели загорится сигнальная лампа двигателя

Как проверить лямбда-зонд

Есть несколько способов проверить лямбда-зонд.

1. Проверка вашего лямбда-зонда с помощью тестера выхлопных газов

Быстрый и простой способ измерить производительность вашего лямбда-зонда — это анализатор выбросов четырех газов . Это выполняется так же, как и ваш тест на выбросы загрязняющих веществ. Значение лямбда рассчитывается на основе изменения состава выхлопных газов за 60 секунд, чтобы убедиться, что поддерживаемое соотношение всегда работает на 1.

Проверка лямбда-датчика с помощью мультиметра

Следует использовать только высокоомный мультиметр с цифровым отображать.Мультиметр следует подключить параллельно сигнальной линии датчика и установить на 1 В или 2 В. При запуске двигателя должно появиться значение в пределах 0,4–0,6 В. Как только двигатель прогреется до температуры, показания должны меняться в пределах 0,1–0,9 В. Идеальная частота вращения двигателя для наилучших измерений должна составлять 2500 об / мин.

Проверка лямбда-зонда осциллографом

Подключите осциллограф к сигнальной линии. Установите диапазон напряжения 1–5 В и настройку времени 1–2 секунды и снова запустите двигатель на 2500 об / мин.Высота амплитуды сигнала будет соответствовать вашему максимальному и минимальному напряжению (0,1–0,9 В), а время отклика и длительность периода будут отображать частоту (0,5–4 Гц).

Проверка вашего лямбда-зонда с помощью тестера лямбда-зонда

Вы можете купить прибор, предназначенный исключительно для измерения вашего лямбда-зонда. Как и в случае с осциллографом или мультиметром, подключите тестер к сигнальной линии, и когда вы достигнете правильной температуры, ваши показания будут отображаться с помощью светодиодной шкалы.

Всегда заменяйте датчик, аналогичный

Учитывая, что доступны сотни датчиков, вы можете спросить: «Какой лямбда-датчик мне нужен?»

Вы всегда должны сверяться с рекомендациями производителя, так как существуют разные типы датчиков и вам нужен правильный вариант для вашего ECU.

Когда дело доходит до замены датчика , вот несколько советов для чистой и правильной установки:

  • Тщательно очистите резьбу в выхлопе.
  • Наносите только прилагаемую смазку подходящего типа на резьбу датчика. Не смазывайте носик датчика.
  • Затягивайте датчик только с предписанным крутящим моментом. Используйте динамометрический ключ с подходящей головкой лямбда-зонда. Избыточное затягивание опасно для любого датчика с нагревательным элементом, так как оно может треснуть внутреннюю керамику и привести к выходу датчика из строя.

WBo2.com WIDEBAND AFR / LAMBDA (Tech Edge)

WBo2.com WIDEBAND AFR / LAMBDA (Tech Edge)

Октябрь 2017 — Wbo2.com — Безопасный (https: //) сайт Заказ работает


У нас переместили из Аранды (ACT) в Кофс-Харбор (север Нового Южного Уэльса) в конце июня 2017 года. Было всего 800 км, но это было сложно (!)

Широкополосные контроллеры лямбда / AFR (λ) для различных приложений


Ноябрь 2017 г .: Мы закрыли форум поддержки wbo2forum.com — он будет заменен на http://forum.wbo2.com скоро (-ish)

Октябрь 2017 г .: Мы начали работу над нашими широкополосными устройствами следующего поколения — с более быстрыми и мощными процессорами. Ожидайте обновления продуктов во втором квартале 2018 года. Мы очень рады!

июл 2017: Поскольку мы переехали, убедитесь, что у вас есть наши последние контактные данные!

2016: Веб-сайт WBo2 (Tech Edge) на 99% работает с нашим новым быстрым сервером Linux с https: // для всех безопасных функций (через мой собственный бренд https: // petergargano.com ). Я обновляю корзину и процесс заказа, но не обещаю, когда это будет завершено.

Tech Edge переехал, но у нас все еще есть часть нашего оборудования по старому адресу.

Вот где мы были в ACT (Аранда) .

Вот куда мы переехали в Новом Южном Уэльсе (Кофс-Харбор) .

Дефицит 2017

Мы были застигнуты врасплох с нашим LA1, когда наш производитель корпусов обанкротился, а затем наш производитель светодиодов заявил, что не может производить для нас трехцветный светодиодный модуль следующего поколения.Итак, мои извинения за то, что у вас нет круглого дисплея, который можно предложить вам, пока мы не сможем организовать все это с разными производителями.

Продукты будущего 2018+

В 2013 году мы начали работать над более точным широкополосным оборудованием и оборудованием для каротажа с улучшенными возможностями подключения. Из-за сложности найма соответствующего персонала нам пришлось отложить выполнение некоторых из этих задач. но в 2018 году мы надеемся внести много изменений и представить новые продукты.

Мы ценим ваши отзывы, которые вы можете предоставить, используя ссылку внизу большинства страниц этого веб-сайта.



Tech Edge проектирует, разрабатывает, производит и продает широкий спектр профессиональных товаров и товаров для дома. Это наш веб-сайт, посвященный нашим измерительным приборам лямбда ( λ, или AFR).

Этот сайт требует, чтобы JavaScript был активен для правильного отображения и работы с меню. Также требуются последние версии браузеров и поддержка Firefox 2.0+ и Opera 9+ и Safari 5+ (тоже раньше?) И Гугл Хром
НЕ будет правильно работать с Netscape 7+ и другими браузерами, которые неправильно реализуют CSS.Он вроде работает со сломанным IE8 (то есть в каком-то дурацком режиме совместимости). НЕ будет правильно работать с Internet Explorer 6 (или ниже) — раньше он работал, но мы обнаружили, что поддерживать совместимость как с новыми, так и со старыми браузерами IE слишком сложно.

Измерение сигналов датчика O2 | Знай свои запчасти

Наблюдение за показаниями кислородного датчика на осциллографе похоже на просмотр спортивного события по телевизору. Вы видите действие, но ничего не можете с этим поделать.

Иногда вы пропускаете действие и хотите мгновенно воспроизвести его. Это был плохой звонок. Вы видели вмешательство. Если судья этого не увидел, он не может это назвать. Контроллер двигателя похож на судью в том, что он постоянно контролирует и контролирует работу двигателя. Если контроллеру двигателя известно, какой цилиндр находится на такте выпуска и какой коллектор содержит волну давления, контроллер отреагирует на входной сигнал от этого кислородного датчика и изменит корректировку подачи топлива.

Контроллер также использует до девяти других входов, таких как обороты и положение дроссельной заслонки, чтобы влиять на корректировку топлива.Если контроллер двигателя является окончательной точкой принятия решения для работы двигателя, а осциллограф является наблюдателем одного или нескольких входов, какова диагностическая функция осциллографа? Простой ответ — найти аномалию в следе сигнала, например, электромагнитные помехи от провода свечи зажигания, которые могут появиться как искажение следа низкого напряжения датчика.

Прицел — это последний шанс найти такую ​​проблему, потому что контроллер не видел мешающего сигнала.Сложнее всего в использовании прицела найти разъем для наблюдения. Это может варьироваться от трудного до невозможного. Дырять в проводах нехорошо.

Использование осциллографа может быть полезно, если вы знаете: какое механическое действие генерирует сигнал; где генерируется сигнал; и как входной сигнал влияет на работу системы. Ниже приводится попытка объяснить, что, где и как. Он также попытается показать корреляцию кривой осциллографа с данными сканирования.

Выхлоп 101

Каждый такт выпуска поршневого двигателя или двигателя Ванкеля создает волну давления выхлопных газов в коллекторе и выхлопной трубе.Волна давления имеет три свойства — амплитуду, частоту и резонанс.

Амплитуда — это волна давления, создаваемая скоростью и сжатием выхлопного газа, когда он движется поршнем или ротором в коллектор и трубу. Амплитуда волны содержит положительное и отрицательное давление.

Положительное давление — это выхлопные газы, а отрицательное давление — это пространство между волнами давления. Частота — это количество волн, генерируемых тактом выпуска при заданных оборотах в минуту.При изменении оборотов двигателя частота амплитуды и длина волны давления будут меняться.

Четырехцилиндровый двигатель создает две волны давления при каждом обороте коленчатого вала, и имеется один первичный датчик кислорода. В случае V-образного двигателя есть два первичных датчика кислорода; по одному в каждом коллекторе. Каждый датчик контролирует половину выхлопного потока.

Двигатели

V8 создают четыре волны давления на один оборот коленчатого вала, по две волны на коллектор. При 600 оборотах в минуту или 10 оборотах в секунду (RPS) V8 будет производить волны с частотой 40 волн положительного давления в секунду.Это волна положительного давления каждые 25 мсек в каждом коллекторе (рис. 1). Удвойте число оборотов в минуту до 1200/20 об / с, а частота составляет 80 волн давления в секунду с волной положительного давления каждые 12,5 мс. Двигатель V6 производит три волны давления за один оборот коленчатого вала. При скорости 10 об / с происходит 30 волн в секунду с волной положительного давления каждые 33 мс (рис. 2).

Датчик 201

Датчик кислорода контролирует содержание волн давления, проходящих через датчик. С каждой волной давления датчик отправляет на контроллер двигателя напряжение богатой или бедной смеси.

В зависимости от напряжения датчика кислорода контроллер будет увеличивать или уменьшать ширину импульса форсунки, что, в свою очередь, изменяет напряжение датчика кислорода для следующего импульса форсунки. Датчик кислорода также называют датчиком лямбда (l) 1. Лямбда — это греческая буква, эквивалентная «L». Лямбда (l) 1 — опорное напряжение 450 мВ. l 1 представляет собой соотношение воздух-топливо 14,7: 1 или стехиометрическое. Контроллер будет управлять импульсом форсунки от богатой к бедной и от бедной к богатой, чтобы поддерживать стехиометрическое соотношение воздух-топливо.

Примером может быть езда на велосипеде по трехдюймовой линии. Когда ваши глаза видят, что колесо приближается к краю линии, мозг посылает сигнал рукам, чтобы они отдалили колеса от края линии. Когда вы едете по линии, вы постоянно вносите поправки, чтобы оставаться на ней.

Циркониевый датчик работает как термопара. В датчике используется чувствительный элемент в форме наперстка с платиновыми электродами. Он создает напряжение, зависящее от температуры и концентрации кислорода в выхлопных газах, по сравнению с эталонным атмосферным источником кислорода, встроенным в датчик.

Датчик способен генерировать сигнал в один вольт, когда в выхлопном потоке нет кислорода. На осциллографе будет отображаться пиковое напряжение для каждой волны давления. Контроллер сохранит информацию для корректировки топлива. У большинства датчиков есть нагреватель, который доводит датчик до рабочей температуры во время холодного запуска, а затем отключается.

Конструкция датчика из диоксида титана во многом такая же, как и у циркониевого датчика, но работает по-другому. В датчике из диоксида титана используется элемент из диоксида титана, прикрепленный к подложке, и платиновые электроды.Он работает как термистор в датчике температуры охлаждающей жидкости.

Датчик не требует эталонного источника кислорода. При температуре он изменяет сопротивление при изменении соотношения воздух / топливо. Но вместо постепенного изменения он очень быстро переключается с низкого сопротивления, менее 10 кОм, когда смесь богатая, на более чем 20 кОм, когда смесь бедная. Контроллер двигателя подает на датчик базовое опорное напряжение в один вольт. Опорное напряжение l 1 для датчика составляет 450 мВ.Датчик имеет нагреватель, который работает непрерывно, чтобы довести датчик до рабочей температуры, используя сигнал с широтно-импульсной модуляцией, чтобы поддерживать постоянный уровень температуры для чувствительного элемента. (Рисунок 4).

Широкополосный планарный датчик воздушного топлива из оксида циркония представляет собой комбинацию стандартного кислородного датчика и насосной ячейки, которая отбирает пробы выхлопных газов. Напряжение прикладывается к диффузионному зазору насосной ячейки для поддержания постоянного соотношения воздух-топливо при измерении l 1 в условиях экстремально богатой и обедненной смеси.Вход в электронную схему контролирует концентрацию кислорода в диффузионном зазоре, изменяя полярность тока, протекающего в насосной ячейке. Изменение полярности входа и подстройка потока тока заставляет электронику отправлять сигнал переключения обогащения / обеднения на PCM. . Опорное напряжение l 1 для датчика составляет 450 мВ, такое же, как и для наперсткового датчика. Внутренняя схема, используемая в широкополосном кислородном датчике, вырабатывает цифровой сигнал с широтно-импульсной модуляцией, что сильно отличает его от обычного кислородного датчика, который выдает аналоговый сигнал в диапазоне от 0.1 и 0,9 вольт.

Осциллограф — это вольтметр с графиком в реальном времени, который может отслеживать активность кислородного датчика или, если он оснащен функцией удержания, фиксировать последовательность времени и напряжения. Что осциллограф расскажет о работе сенсора? Он будет подавать напряжение и отслеживать время в соответствии с настройкой осциллографа.

Самое главное — это настройка. Напряжение на деление на дисплее — это настройка, которая определяется выходным сигналом датчика.Выходной сигнал датчика диоксида титана и циркония составляет один вольт. Используйте настройку от 200 до 500 мВ на деление.

Далее следует время, которое определит количество миллисекунд на деление. Этот параметр определяется типом двигателя, количеством кислородных датчиков и частотой вращения двигателя. Настройка от 200 до 500 мсек должна быть достаточной для захвата холостого хода до 2000 об / мин для большинства четырех- и шестицилиндровых двигателей. При правильной настройке милливольт и миллисекунд на деление вы можете зафиксировать производительность датчика.Форма сигнала, отображаемая осциллографом, может определить тип датчика.

Диагностический соединительный разъем (DLC) диагностического прибора обеспечивает соединение, которое может предоставлять ту же информацию с помощью простого соединения. Единственное, что не может сделать контроллер, — это наблюдать и обрабатывать аномалию. Контроллер установит код неисправности, и диагностический прибор отобразит его. Канал диагностических данных класса 2 предоставляет данные диагностического прибора для датчика кислорода, которые могут помочь в диагностике неисправности системы или компонента.Данные могут считывать соотношение воздух / топливо, время отклика датчика, изменения напряжения и количество переключений.

Данные отображаются в милливольтах, миллисекундах, событиях переключения и коэффициентах отклика на обедненную смесь. Данные собираются диагностическим прибором для отображения осциллограммы.

Отчет по проекту широкополосного датчика кислорода

Отчет контроллера широкополосного датчика кислорода 20 января 2014 г.

Автор: Карл Вальтер www.waltech.com

  • Введение.
  • Обзор функций и определения.
  • Сборка контроллера.
  • Рекомендуемые дальнейшие работы.
  • Дизайн.
  • Подводные камни.
  • Альтернативные схемы контроллера для рассмотрения.

Целевая аудитория: тот, кто хочет узнать подробности управления широкополосным кислородным датчиком Bosch, построить и протестировать схему управления, а затем внести улучшения.Также всем, кто хочет сделать простой щит для Arduino или другой образовательной микроконтроллерной платформы.

Введение:

Несколько лет назад мы решили предложить открытый дизайн. Мы решили создать контроллер для широкополосного датчика кислорода, потому что в Интернете не было полностью открытой конструкции на базе микропроцессора. Изучив то, что мы смогли найти по этому вопросу, мы решили изучить, чего можно достичь с помощью простой схемы и обычного микроконтроллера.

Используя информацию, представленную здесь, вы можете построить схему контроллера, которая будет функционировать и может быть полезным инструментом настройки или диагностики. Мы рекомендуем создавать эту схему как обучающий инструмент или как отправную точку для улучшенной версии.

Есть много возможных компонентов с более высокими характеристиками, которые можно использовать, но мы считаем, что построение и определение характеристик этой схемы в первую очередь имеет решающее значение для принятия решений об улучшениях. См. Раздел рекомендуемых последующих действий ниже.

Создание этой схемы, вероятно, не заменяет покупку коммерческого устройства.С тех пор, как мы начали этот проект, коммерческие контроллеры стали дешевле, а производительность улучшилась. В его нынешнем виде время отклика, точность и точность не могут конкурировать с контроллерами более высокого уровня.

Обзор функций и определения:

Датчик: Bosch LSU 4.2.

Датчик состоит из трех элементов, с которыми взаимодействует контроллер.

Нагреватель прост: подайте питание, и он нагревает датчик.

Насос подает кислород в область нервных клеток или из нее, в зависимости от направления тока, протекающего через нее.

Ячейка Нернста очень похожа на узкополосный датчик, она выдает около 0,45 В в стехиометрической атмосфере.

Подавая питание на насос, контроллер может перемещать кислород в ячейку или из нее до тех пор, пока Нернст не ответит, показывая, что он приближается к стехиометрическому. Затем измеряется ток насоса и сравнивается с кривой отклика, предоставленной Bosch, для определения соотношения выхлопных газов в смеси.

Vref — это обычное соединение для насоса и ячейки Нернста. Он может быть заземлен, но тогда необходимо создать отрицательное напряжение, чтобы обеспечить ток в насос в обоих направлениях. в системе с напряжением 5 вольт 1,8 вольт обеспечивает насос отрицательным током, достаточным для полного рабочего диапазона, и при этом оставляет достаточно положительного диапазона, чтобы можно было измерить выходную мощность ячейки Нернста.

Также имеется клемма Rcal, которая обеспечивает заводской подстроечный резистор, который можно использовать параллельно с рекомендованным последовательным резистором для измерения тока накачки.

Некоторые определения применительно к методам, которые мы использовали в нашем контроллере:

ШИМ: широтно-импульсная модуляция: этот метод используется для управления мощностью нагревателя, а также аналоговыми сигналами для тока накачки и выходного напряжения пользователя.

ЦАП: цифро-аналоговый преобразователь: мы использовали ШИМ и фильтр нижних частот для создания аналоговых сигналов.

АЦП: аналого-цифровой преобразователь: используемый микроконтроллер имеет 8-канальный 10-разрядный АЦП. 2 канала используются для чтения выходного сигнала Нернста и тока насоса.

Выхлопные газы: мы имеем в виду испытанный газовый поток, будь то древесный дым, окружающий воздух или выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания.

Почти стехиометрический: это соотношение смеси (или значение лямбда) выхлопных газов, при котором ячейка Нернста реагирует быстро, как если бы это был узкополосный датчик.

Сборка контроллера:

Спецификация материалов: ↓ Скачать

Макеты печатных плат, формат Kicad. Старая версия только для справки: ↓ Скачать

Примечание: на этих схемах есть Ra и Rb для применения усиления к ЦАП драйвера насоса.Оставьте Ra, и здесь должна быть перемычка для использования с прошивкой.

Gerbers: ↓ Скачать

Распиновка сенсора

18 N 90175 905
Цвет Подключение: Название клеммы сенсора: Напряжение:
VS
Серый: Нагреватель + H + 12 V
Желтый: Vref Vs / Ip 1.8 V
Зеленый: Rcal Rcal
Белый: Нагреватель- H-
Красный:

Исходный код выпущен здесь под лицензией MIT (MIT)

Авторские права (c) 2102 Карл Вальтер

Настоящим предоставляется бесплатное разрешение любому лицу, получившему копию
настоящего документа. программного обеспечения и связанных файлов документации («Программное обеспечение») для работы с
в Программном обеспечении без ограничений, включая, помимо прочего, права
на использование, копирование, изменение, объединение, публикацию, распространение, сублицензию и / или продажу
копий Программное обеспечение, и разрешить лицам, которым предоставляется Программное обеспечение
, делать это при соблюдении следующих условий:

Приведенное выше уведомление об авторских правах и это уведомление о разрешении должны быть включены ed в
, все копии или существенные части Программного обеспечения.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ
, ВКЛЮЧАЯ, НЕ ОГРАНИЧИВАЯСЬ ​​ГАРАНТИЯМИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ,
ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ЦЕЛИ И НЕИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ АВТОРЫ ИЛИ ВЛАДЕЛЬЦЫ АВТОРСКИХ ПРАВ
НЕ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ЛЮБЫЕ ПРЕТЕНЗИИ, УБЫТКИ ИЛИ ДРУГИЕ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
, ВЫЯВЛЯЮЩИЕСЯ В УСЛОВИЯХ ДОГОВОРА, ПРОТИВОПОКАЗАНИЯХ ИЛИ ИНЫМ ОБРАЗОМ, ПРОЯВЛЯЕМЫЕ ИЗ
ИЛИ В СВЯЗИ С ПРОГРАММНЫМ ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДЕЛКИ В
ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ.

Прошивка с загрузкой исходного кода:

Выхлоп двигателя: ↓ Скачать

Деревянный выхлоп: ↓ Скачать

Другие версии, экспериментальные ↓ Скачать

Для программирования микроконтроллера мы рекомендуем программатор USBASP, доступный по адресу многие источники, включая ebay. http://www.fischl.de/usbasp/

Программное обеспечение для программирования, работающее с USBASP: AvrDUDE http://www.nongnu.org/avrdude/

Аргументы команды AvrDUDE для установки «предохранителей» (один раз): -U lfuse: w: 0x63: mU hfuse: w: 0xd9: m

WinAVR можно использовать для изменения и компиляции кода: http: // winavr.sourceforge.net/download.html

Подключение:

Рекомендуемая дополнительная работа:

Это те области, которые, по нашему мнению, будут в первую очередь затронуты с точки зрения улучшений. Пожалуйста, прочтите раздел «Дизайн и подводные камни» для получения более подробной информации.

Ускорение времени отклика: добавьте усиление к усилителю тока накачки, чтобы максимально увеличить доступный ток накачки.

Ra и Rb должны быть выбраны для обеспечения некоторого усиления для этого усилителя. Значение следует выбирать на основе тока, подаваемого в открытом воздухе без усиления, затем добавьте усиление, чтобы применить немного меньше максимально допустимого в таблице данных Bosch.Значения PID должны быть затем изменены для расчета мощности насоса.

Избегайте колебаний Нернста: попробуйте разные целевые значения Нернста для расчета тока насоса. Это может помочь предотвратить колебания на уровне, близком к стехиометрическому, потому что Nernst будет работать на одной или другой стороне своего диапазона колебаний. Прошивка, предложенная выше для выхлопа двигателя, делает это, а другие прошивки нацелены на середину крутого участка кривой.

Крутая часть кривой представляет изменение только на 0.02 лямбда, («Управление бензиновым двигателем» Robert Bosch GmbH, 1999) Таким образом, ошибка, вызванная не нацеливанием на центр 0,45 В, должна быть небольшой и может быть исправлена ​​как калибровка общего смещения.

Или полностью отказаться от ПИД-регулирования для управления насосом. управление насосом может лучше обрабатываться с помощью справочной таблицы, поскольку нелинейность кривой нерна затрудняет работу обратной связи ПИД-регулятора.

Улучшение управления нагревателем: попробуйте использовать прямоугольную волну от 1 до 4 кГц, непрерывно подаваемую на терминал Nernst через PORTB2 и C14.Сравните это с одноточечным измерением после импульса, используемым в этой конструкции. Управление нагревателем в текущей конструкции может быть прекрасным, но можно получить более эффективное управление нагревателем, попробовав другой метод: Измерьте напряжение с помощью АЦП Нернста a (фиксированное) через короткое время после переключения. Вычислите разницу между высокими и низкими измерениями. Это следует использовать для определения сопротивления Нернсту. Тогда среднее значение двух пар измерений является смещением постоянного тока этого сигнала переменного тока и представляет собой выход постоянного тока Нернста.Отрегулируйте R10 в соответствии с выбранной частотой.

Конструкция:

Схема: Щелкните, чтобы увеличить

Блок-схема программы:

Контроль температуры:

Согласно таблице данных сопротивления с использованием сигнала переменного тока от 1 до 4 кгц. [раздел 2.7 Технический паспорт Bosch LSU 4.2] Заданное сопротивление составляет 80 Ом. Для фильтрации этого переменного сигнала используются резистор и конденсатор, а значение постоянного тока может быть считано одним из каналов АЦП.Вместо того, чтобы настраивать таймер для подачи последовательности импульсов в ячейку Nernst, мы просто подаем одиночный импульс на порт B2 и через короткое время измеряем напряжение постоянного тока.

Используя термопару, заправленную внутри корпуса сенсора, мы можем построить график зависимости температуры от этого показания АЦП. Используя функции ПИД, это используется для достижения разумного регулирования температуры нагревателя с обратной связью. Возможно, удастся добиться лучшего управления нагревателем с помощью более сложной техники измерения.

ЦАП: мы используем простой RC-фильтр и операционный усилитель для создания постоянного напряжения.Таким образом генерируются драйвер насоса и Vout. Тесты показывают, что ЦАП привода насоса может иметь больший поворот, чтобы приводить насос в движение сильнее и увеличивать время отклика, и при этом оставаться в пределах спецификаций. См. Раздел рекомендуемых последующих действий ниже.

Считывание тока накачки: напряжение на R12 измеряется с помощью дифференциального усилителя с коэффициентом усиления 5.

Опорное напряжение или виртуальная земля: R4 и R3 являются делителями напряжения, обеспечивающими 1.8в от 5в. Операционный усилитель буферизует это для создания напряжения Vref

Ловушки:

Кривая зависимости сопротивления Нернста от температуры:

Изменение сопротивления в зависимости от температуры уменьшается по мере того, как ячейка Нернста достигает рабочей температуры. Сопротивление по Нернсту является важным значением, поэтому, хотя контроль температуры этим методом не очень точен, контроль сопротивления Нернста в порядке. Ниже приведен примерный график сопротивления Нернсту.

Настройка ПИД-регулятора нетривиальна:

Используемые нами функции настройки ПИД взяты из заметки по применению Atmel AVR122. Настройка ПИД-регулятора может быть очень сложной задачей. К настройке ПИД-регулятора следует подходить, измеряя реакцию на изменение, а затем вычисляя новые относительные коэффициенты. Мы этого не сделали, настройка производилась методом проб и ошибок. В этой области можно добиться значительного улучшения реакции. Чтобы усложнить задачу, любые другие изменения, внесенные в параметры, такие как усиление операционного усилителя или целевое значение Nernst, требуют повторной настройки ПИД-регулятора.

Управление насосом может лучше обрабатываться с помощью справочной таблицы, поскольку нелинейность кривой нерна ухудшает работу обратной связи ПИД-регулятора.

Управление нагревателем с помощью ШИМ вызывает шум, который улавливается АЦП:

Мы решили избежать этой проблемы, позволив импульсам ШИМ для управления нагревателем свободно работать и синхронизировать выборку. Таким образом, отбор проб не происходит, когда мощность нагревателя меняется с низкой на высокую или наоборот.

Другие решения:

Используйте линейное регулирование мощности нагревателя: это метод, использованный в конструкции Раушера выше.В нем используется регулируемый регулятор напряжения. Вероятно, это лучший способ начать, убедиться, что все остальные функции работают, а затем добавить управление нагревателем с ШИМ. Обратной стороной является тепло, создаваемое линейным регулятором мощности.

Остановите ШИМ на короткое время во время отбора проб: это запатентованный метод. Номер патента: 6712054 Если вы рассматриваете возможность производства контроллера на коммерческой основе, изучение лицензирования этого метода может быть хорошей идеей.

Отфильтруйте все аналоговые сигналы с помощью цифровых и аналоговых фильтров нижних частот.Этот метод добавляет внешние компоненты и внутренний код прошивки, но может оказаться наиболее простым при преобразовании с линейного управления мощностью нагревателя.

Проверить состояние ШИМ до и после выборки: если состояние изменилось, то во время выборки произошел переход, и эта точка данных отбрасывается. Возможно, что микросхемы серии Bosch CJ делают это с помощью выводов DIAH и DIAG. Этот метод мы рекомендуем для дальнейшего изучения.

Нелинейный отклик датчика и калибровка на открытом воздухе.

Кривая отклика датчика крутая в почти стехиометрическом диапазоне и представляет собой длинный неглубокий хвост, уходящий в свободный воздух. Для этого требуется использование математики с плавающей запятой или справочной таблицы для преобразования тока насоса в линейный выходной сигнал. Это также затрудняет использование свободного воздуха в качестве единой точки калибровки и экстраполяцию до стехиометрического диапазона.

Bosch Datasheet Формы кривых:

Приблизительная форма в линейном масштабе:

производительность

Rapid влияет на мощность насоса

9000: Изменения 9000 N Rapid влияют на мощность насоса 9000 Выходной сигнал Nernst меняется быстро, пик будет отображаться при измерении тока накачки.Это становится проблемой в почти стехиометрическом диапазоне, когда нервная клетка колеблется между богатым и худым.

Упрощенная модель:

Колебания Нернста почти стехиометрические:

В нашей реализации текущее показание ячейки Нернста и целевое значение подаются в функцию ПИД. Результат используется для установки тока насоса. Если выхлопные газы почти стехиометрические, ячейка Нернста будет иметь тенденцию колебаться между богатым и бедным уровнями.

Реакция Нернста почти стехиометрическая:

Колебания Нернста:

Некоторые варианты решения этой проблемы:

Установка целевого диапазона переключения Нернста.

Сначала мы несколько непреднамеренно установили целевой Nernst примерно на 0,2 вольта. Это отлично работало для смеси выхлопных газов в диапазоне, близком к стехиометрическому, как в выхлопных газах автомобилей. Время отклика из свободного воздуха было несколько медленным.Когда датчик использовался на дровяной печи, требовался более широкий, обедненный диапазон, а также более быстрое время отклика, поэтому целевое значение Nernst было изменено на значение, близкое к 0,45 вольт. При этой настройке проявлялись колебания.

У нас есть отдельные прошивки, которые работают для каждого диапазона, но не для обоих. Улучшение может заключаться в объединении двух прошивок путем изменения целевого значения Nernst на основе последнего значения тока Pump.

Усредните показания при возникновении колебаний. У нас есть версия прошивки, в которой мы пытались это сделать.Сложно и сложно отфильтровать колебания без ущерба для времени отклика. Прошивка тщательно не тестировалась.

График, показывающий колебания тока Нернста и накачки и результат цифровой фильтрации:

Две другие возможности, которые мы не исследовали:

Фильтр с использованием внешнего фильтра нижних частот.

Используйте другой алгоритм: измерьте частоту цикла, когда она близка к стехиометрической.

Этот патент: WO 2012136715 A1 предлагает способ сделать это, измеряя напряжение насоса при отключенном токе насоса, чтобы определить, являются ли выхлопные газы почти стехиометрическими, а затем изменяя параметры управления током насоса.

Методы полевой калибровки:

Непрактично для каждого пользователя иметь серию калибровочных газов. Исследование комбинации свободного воздуха, стехиометрического диапазона и, возможно, чистого бутана или пропана может дать адекватную калибровку. Также возможно откалибровать АЦП с помощью прецизионных источников опорного напряжения и получить адекватную калибровку.

Альтернативные схемы контроллера, которые следует учитывать:

Микросхемы серии Bosch CJ: Серия Bosch CJ (ссылка)

Эти микросхемы заботятся обо всем, кроме контроля температуры и преобразования тока накачки в значение лямбда.До недавнего времени они были доступны только OEM-производителям.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован.