Регулировка карбюратора при помощи датчика кислорода.
Опытный мотоциклист умеет настраивать карбюратор на слух. Что делать тем, кто этого не умеет?
Тут возможны варианты:
- Обратиться в сервис
- Начитаться в интернете о методиках настройки, посмотреть множество видео на эту тему и сделать работу самому на глазок, на слух.
- Приобрести оборудование для настройки карбюратора и сделать работу самому с хорошей точностью.
- Обратиться к друзьям, у кого есть такое оборудование.
Сегодня речь пойдет о методике настройки карбюратора с применением оборудования от «Innovative». Оно позволяет добиться стехиометрической смеси на холостом ходу (Это когда 14,7 частей воздуха приходится на 1 часть бензина).
В составе комплекта прибора имеется резьбовая втулка (М18х1,5) для расположения датчика на выпускном коллекторе. В инструкции к прибору описаны требования к идеальному расположению места вварки этой втулки в выпускной коллектор/патрубок.
Для многократного использования прибора мною было решено вынести датчик в отдельный измерительный патрубок, который будет подключаться шлангом к глушителю. В этом случае нужно учесть несколько моментов:
- В выхлопной трубе не должно быть катализатора. Надеюсь, в Bajaj Boxere его действительно нет, несмотря на заявку о его наличии в сертификате.
- При такой схеме неминуема задержка в несколько секунд в измерении показаний, связанная со значительным объемом глушителя и величиной пути отработанных газов от цилиндра до датчика.
- Имеется риск помех в виде подсоса чистого воздуха как на выходе глушителя, так и в зоне дренажного отверстия. Несмотря на его малый диаметр, подсос воздуха через дренажное отверстие может приводить к ошибке измерения до 10 и более %. Требуется задраивание этих щелей.
Перед измерением я отрегулировал карбюратор «на слух», сделав смесь на холостом ходу (ХХ) чуть побогаче для его стабильности. Откатал на нем 10 часов, по ощущениям было все в порядке, но расход топлива еще не был измерен в этом режиме (отмечу чуть позже в комментариях).
- Отрегулированная «на слух» смесь действительно оказалась богатой (12 частей воздуха на 1 часть топлива)
- В стехиометрическом положении (14,7:1) винт качества смеси оказался всего в полуобороте от закрученного состояния.
- При подаче газа карбюратор значительно обогащает смесь (до 12:1 и выше)
- При сбросе газа (принудительный холостой ход) смесь обедняется (до 18:1 и ниже)
Подробнее работу прибора можно посмотреть на видео:
Ну и опыт настройки карбюраторных двигателей при помощи датчика кислорода от специалистов говорит следующее (Алексей Рагозин):
При настройке карбюратора по шдк надо знать несколько правил:
- Когда двигатель не в идеальном состоянии и карбюратор уже походил, не надо смотреть на колебания в бедно, это от неполного сгорания бензина. Каждый пропуск зажигания даёт большое обеднение, но это не в карбе, просто двигатель не спалил всё корректно, поэтому надо смотреть на богатые показания, а бедные отбрасывать. Т.е. если смесь пляшет 14-15, то по факту карб налил на 14.
- На карбюраторе смотреть смесь только в установившемся режиме. Ускорительный насос обливает весь впускной коллектор бензином и секунд 10 смесь будет богаче, пока не сдует всю бензиновую пленку.
- Настраивать только на полностью прогретом двигателе, после каждой перегазовке не смотреть на показания смеси секунд 10.
- На ХХ смесь настраивать 14-14,5.
- На малых нагрзуках 14-15
- На средних нагрузках 13-13,5
- На тапке 12,5-13 Все вышеперечисленные смеси только в установившехся режимах. Смеси для стандартных двигателей или легкой форсировки.
Источник
Настройщики
Настроить двигатель — наука. Специалистов, способных на ощупь и на слух заставить играть мотор без фальши, поискать. Однако научить агрегат брать верные ноты можно, если немного поупражняться с карбюратором под контролем газоанализатора либо индикатора качества смеси ИКС-1. Газоанализатор для частного гаража — штука дорогая и сложная, ИКС — прост и дешев, но неточен. Замены ему не было, пока не обратились к деталям современных впрысковых машин. Так появился новый компактный прибор для настройки и регулировки.
Речь идет о лямбда-зонде. Он показывает, насколько полно сгорает топливо, определяя содержание кислорода (косвенно СО и СН) в выхлопе. А раз так — датчик кислорода (второе название лямбда-зонда) можно использовать в качестве инструмента для регулировки состава смеси любого бензинового мотора. Достаточно изготовить корпус для датчика, поместить прибор в глушитель, снять показания и подать их в удобной форме.
Такой прибор показан на фото 1. Устроен он просто: в цилиндрическом корпусе смонтированы лямбда-зонд «Бош», микропроцессор и светодиоды. Для анализа качества топливной смеси прибор просто вставляют в выхлопную трубу и крепят резиновым уплотнителем (фото 2). Последний нужен еще и для того, чтобы не было подсоса воздуха. Прибор настолько компактен и неприхотлив, что годится для самостоятельной работы в гараже.
Узнать, насколько эффективен индикатор, мы решили с помощью стационарного цифрового газоанализатора «Автотест МП» — прибора серьезного и точного, того самого, который используют на ПИКах (фото 3). Естественно, прошедшего метрологическую поверку. А для сравнения в компанию пригласили хорошо известный гаражным мастерам индикатор качества смеси ИКС-1 (фото 4).
Три человека на одной и той же машине, независимо друг от друга, проводили измерения. У первого с газоанализатором показания однозначны — это цифры. Второй с датчиком кислорода ориентируется по миганию светодиодов, третий с ИКС-1 и вовсе во многом опирается на интуицию, разглядывая цвет пламени и гадая, укладывается ли данный оттенок в ГОСТ. В результате по перемигиванию желтого и красного светодиодов лямбда-датчика получилась «норма», оранжевое пламя в глазке ИКС-1 ввело мастера в заблуждение — он оценил смесь как «обогащенную». Эталонный прибор зафиксировал 2,85% СО. Многовато, но в норму (ГОСТ 17.2.2.03–87) укладывается.
Теперь попробуем определить точность работы приборов, опираясь на показания стационарного газоанализатора. Для этого будем оценивать качество смеси, меняя положение регулировочных винтов карбюратора. Измерения проводятся на минимальных оборотах холостого хода и на повышенных. Выяснили: настроить карбюратор до приемлемого режима можно любым из трех приборов, были бы сноровка да опыт. Учтем: показания их субъективны и зависят от мнения мастеров.
Так каким же прибором можно настроить быстрее? Винт качества каждый раз заворачиваем на одинаковое количество оборотов, а потом постепенно выводим в норму, отталкиваясь от показаний приборов. Медленнее всех оказался газоанализатор МП. Это неудивительно: прибор очень инерционен, а если проскочил норму — начинай сначала. Однако точность настройки здесь наивысшая. Вопрос в том, нужна ли она. Небольшая погрешность вряд ли повлияет на работу двигателя и на выхлоп.
Быстрее всех с настройкой справился мастер, орудующий ИКС-1, — цвет пламени при изменении состава смеси меняется практически мгновенно. Однако СО оказалось занижено — фактор субъективности оценки цвета внес свою лепту.
Лямбда-датчик занял среднее место как по времени настройки, так и по точности. Реакция прибора на изменение состава смеси практически мгновенная. Однако сам переход «от красного к зеленому» на светодиодах поймать не просто — они все время перемигиваются и вращать винт приходится медленно.
Подведем итоги. Определить СО и СН обоим индикаторам не под силу. А вот подобрать оптимальный состав смеси можно. Если двигатель «здоров», то этого достаточно для того, чтобы «втиснуться» в нормы выхлопа. Светодиодный индикатор работает быстро и весьма точно и не требует, чтобы у мастера был «соколиный» глаз и особое чутье.
Лямбда-индикатор. Способ измерения: анализ реакции недоокисленных соединений СО и СН с кислородом. Малогабаритный. Электропитание — 12 В от бортовой сети автомобиля. Отображает информацию светодиодами трех цветов. Условно совместим с выхлопными трубами различных автомобилей. Требует плотной посадки в трубу. Боится этилированного бензина.
Газоанализатор «Автотест МП». Способ применения: определяет содержание СО, СН в выхлопных газах по инфракрасному излучению, измеряет частоту вращения коленвала. Предназначен для точных измерений, используется на ПИКах. Питание от сети 220 В. Шкала цифровая. Годен для любых двигателей и выхлопных труб.
Индикатор ИКС-1. Обеспечивает непосредственное наблюдение за горением смеси в цилиндре и определяет ее состав по цвету пламени. Вворачивается вместо свечи. Компактен. Дешев. Электропитания не требуется. Для работы необходим навык.
Источник
Диагностика двигателя по показаниям кислородных датчиков
Прежде чем поговорить об устройстве, работе и диагностике лямбда- зонда, обратимся к некоторым особенностям работы топливной системы. Нам поможет в этом эксперт журнала, Федор Александрович Рязанов, диагност с большим стажем работы, руководитель курсов обучения диагностов в компании «ИнжКар».
Современный автомобилист хочет владеть мощным, но в тоже время экономичным автомобилем. У экологов другое требование – минимальное содержание вредных веществ в выхлопе машины. И в данных вопросах интересы автомобилистов и экологов в итоге совпадают. И вот почему.
Известно, что когда двигатель не сжигает все топливо, расход горючего возрастает, растут затраты и на эксплуатацию автомобиля. Мощность двигателя (или ДВС) в условиях неполного сгорания топлива неизбежно падает, а крутящий момент снижается. Одновременно с этим увеличивается уровень вредных веществ в выхлопе автомобиля.
В этой связи одной из основных задач современного автомобилестроения является максимально полное сжигание топливной смеси в двигателе.
На сжигание смеси прямым образом влияет ее состав. Идеальной ситуацией является стехиометрический состав топлива. Говоря более простым языком, должна быть соблюдена пропорция – на 14,7 кг воздуха должен приходиться 1 кг топлива. Именно такое соотношение позволяет оптимально использовать и то, и другое. Владелец автомобиля получает больший крутящий момент и, как следствие, — адекватное ускорение автомобиля, равномерную работу двигателя во всех режимах работы. Также падает расход топлива, и автомобиль перестает загрязнять окружающую среду.
Отклонения от правильного состава топливной смеси – богатая и бедная смесь. Богатая топливная смесь образуется, когда в цилиндрах мало кислорода, но много топлива, которое, конечно же, из-за недостатка кислорода, полностью сгореть не сможет. Следовательно, автомобиль, работающий на богатой смеси, будет больше расходовать топливо, а избыток несгоревшего топлива, в этом случае, охладит камеру сгорания, мощность двигателя при этом будет падать, несгоревшое топливо попадет в атмосферу, загрязняя ее.
Другая ситуация: двигатель получает обедненную топливную смесь. В этом случае топливо в цилиндрах будет сгорать не полностью из-за недостатка топлива. Об экономичности, ради которой и разрабатывались такие двигатели, в этом случае также придется забыть. Ведь бедная смесь плохо горит, и это автоматически приводит к падению крутящего момента. Водителю приходится больше нажимать на газ, что в свою очередь, ведет к перерасходу топлива.
Таким образом, понятно, что со всех аспектов только стехиометрия топливной смеси (пропорция 14,7/1) является самым оптимальным режимом работы двигателя. И, конечно же, автомобиль, который только-только сошел с конвейера, обычно, укладывается во все рамки этого критерия. Но и «заводская» настройка может отличаться от идеала. Более того, в процессе эксплуатации автомобиля неизбежно наступает износ некоторых компонентов, датчики, отвечающие за настройку топливной системы, могут терять точность настроек. В итоге состав топливной смеси все больше уходит от идеальных показателей.
В этом случае как раз и необходим лямбда- зонд, он фиксирует количество кислорода в выхлопе автомобиля. И если в выхлопе окажется большое количество кислорода, это «сигнализирует» о бедной топливной смеси и, наоборот, если в выхлопе нет кислорода, это указывает на то, что смесь стала богатой. А мы уже выяснили, что и в том, и в другом случае уменьшается мощность двигателя, растет расход топлива, снижается экологичность выхлопа. Задача лямбда-зонда как раз и заключается в том, чтобы скорректировать эти отклонения.
Возьмем в качестве примера такую ситуацию: в топливной системе засорились форсунки, их производительность снизилась, смесь стала обедненной. Лямба-зонд фиксирует этот факт, а блок управления топливной системой реагирует на эту информацию и «доливает» немного топлива в цилиндры. Так происходит корректировка возникающих отклонений с учетом показаний этого датчика.
Таким образом, основное назначение лямбда- зонда заключается в том, чтобы компенсировать неизбежно возникающие в процессе эксплуатации автомобиля отклонения в составе топливной смеси.
Однако нужно понимать, что лямбда-зонд как таковой не является панацеей от всех бед, он лишь позволяет вернуть состав топливной смеси в состояние стехиометрии. Но это не устранение дефектов, а только их компенсация.
Вернемся к нашим форсункам. При загрязненных форсунках нарушается эффективность распыления бензина, топливо распыляется крупными каплями, испаряются они с трудом. И система топливоподачи рассчитывает тот объем топлива, который необходим для достижения состояния стехиометрии, для этого фиксируются показания датчика расхода воздуха. Однако если бензин в системе выпрыскивается крупными каплями, его пары полностью не смешиваются с воздухом, часть паров сгорает, а часть капель бензина попросту вылетает в выхлопную трубу. Лямбда-зонд трактует такую ситуацию как бедную смесь, а датчик топливной системы, который «не видит» отдельные капли бензина, добавляет топлива, чтобы привести смесь в состояние стехиометрии. Но в этом случае, резко повышается расход топлива.
Поэтому для работы лямбда-зонда важен не фактор того, как система справляется с выводом смеси на стехиометрию, а фактор того, какой «ценой» ей удается это сделать.
Рассмотрим осциллограмму работы лямбда- зонда. Датчик сам по себе не может отличить состояние стехиометрии от состояния богатой топливной смеси, так как и в том, и в другом случае кислорода в выхлопе нет. При отсутствии кислорода в топливе блок управления (ЭБУ – электронный блок управления) немного уменьшает количество подаваемого в цилиндр топлива. Как следствие, в выхлопе появляется кислород.
И в этом случае показания лямбда-зонда находятся ниже отметки 0,4 В, что для датчика является признаком того, что топливная смесь обеднела (LEARN). При низких показателях лямбда-зонда (ниже 0,4 В), блок управления увеличивает подачу топлива на несколько процентов, смесь становится богатой и показания датчика достигают уровня выше 0,6В. ЭБУ воспринимает это как признак того, что в топливной системе находится богатая смесь (RICH). Подача топлива уменьшается, показания лябда-зонда падают, цикл повторяется — состав смеси начинает колебаться. В такт изменению состава смеси меняются показания лямбда-зонда. Такие колебания ЭБУ понимает как нормальное явление, указывающее на то, что состав топливной смеси находится в зоне стехиометрии.
Вспомним также, что в катализаторе автомобиля обязательно есть цирконий, этот металл способен накапливать кислород. И в фазе бедной смеси кислород запасается в катализаторе, а в фазе богатой смеси он расходуется. В результате на выходе топливной смеси катализатор дожигает все ее остатки.
На холостом ходу такие колебания возникают с частотой одно колебание примерно в одну секунду. Время такого переключения – еще один важный показатель для лямба-зонда. В нашем случае (см. осциллограмму, Рис. 1) время переключения составило 88 мс, при этом нормой является – 120 мс.
Если переключение длится долго, как в случае нашей осциллограммы (см. осциллограмму, Рис. 2) – 350 мс, да к тому же такая ситуация повторяется многократно, блок управления выдаст ошибку: «замедленная реакция лямбда-зонда».
Величины, при которых появляется эта ошибка, определяются, главным образом, настройками программного обеспечения блока управления.
Таким образом, для диагностики по лямбда-зонду необходимо изучить фазы переключения датчика. И если на осциллограмме появится хотя бы одно переключение с низкого показания на высокое (максимальное – 1В, минимальное – 0В), это значит, что лямбда-зонд работает исправно. Исправный датчик делает примерно одно переключение в секунду. Напомним, что в алгоритме работы блока управления о бедной смеси «сигналят» показания лямбда-зонда ниже 0,4В, а о богатой – выше 0,6 В. Поэтому оценить состояние топливной системы автомобиля можно и по работе датчика. В нашем случае (см. осциллограмму, Рис. 3) блоку управления удалось скомпенсировать все дефекты и вывести стехиометрию.
Вернемся к примеру с загрязненными форсунками. При обедненной смеси показания лямбда-зонда падают ниже 0,4В. Блок управления добавляет топлива до того момента, когда смесь станет богатой. Отметим, что в этом случае блок управления «самостоятельно» отклонился от установленных заводом-изготовителем в его карте параметров. Величину отклонения он записывает в своей памяти как топливную коррекцию (fuel trime). Предельно допустимые показатели топливной коррекции для большинства современных автомобилей составляют ±20-25%. Коррекция в «плюс» означает, что блоку пришлось добавлять топлива, коррекция в «минус» — наоборот, убавлять.
Допустим, неисправность носит долговременный характер: блок управления уже дошел до предела топливной коррекции, загорается код ошибки — «Превышение пределов топливной коррекции». Стерев код, исправить такой дефект нельзя, а наличие этой неисправности повлечет за собой перерасход топлива. Стоит отметить, что уже на 15% топливной коррекции обнаруживаются проблемы: автомобиль почти не едет, но расходует большое количество топлива.
То есть важно помнить, что показатель топливной коррекции и работа лямбда-зонда – это комплексный параметр, он указывает на наличие дефекта, но не указывает конкретную причину, которую придется найти и устранить на автосервисе.
И немного об особенностях строения лямбда-зонда. Такой датчик имеет циркониевую колбочку, которая одной стороной помещена в выхлопные газы. Цирконий уникальный материал, так как сквозь него может проходить кислород. Ион кислорода, «прилипая» к атомам циркония, движется по ним, при этом на циркониевом колпачке возникает напряжение. И если все идет в штатном порядке, то диффузия ионов кислорода осуществляется равномерно, и напряжение на обкладках колбочки составляет 1В. Если в выхлопе появляется кислород, диффузия невозможна, и напряжение в этом случае равно 0В. Вместо циркония в лямбда-зондах может использоваться окись титана. Отличие циркониевого лямбда-зонда от титанового заключается в том, что первый вырабатывает напряжение, а другой – меняет свое сопротивление (в переделах от 0 до 5В), и ему нужна схема, которая переводит меняющееся сопротивление в напряжение.
Слой платины на колбочке поверх циркония позволяет снять с него напряжение, играет роль катализатора, дожигает бензин и несгоревший кислород. Все ухудшается при использовании некачественного топлива, а также топливных присадок, которые в прямом смысле закупоривают слой платины и циркония, и зонд выходит из строя. Однако в этом случае, если у зонда нет физических повреждений, обычная промывка вернет его в рабочее состояние. «Современный бич» – это добавки антидетонационных присадок в топливо. До недавнего времени в качестве присадки использовался ферроцент — опасное вещество, которое мы окрестили «красная смерть» за ее красный оттенок, а также за способность быстро выводить из строя свечи, лямбда-зонды и катализатор», — отмечает Федор Александрович. Зонд может «замерзнуть» в высоком или в низком положении, то есть или в фазе богатой, или в фазе бедной смеси. И в этом случае датчик достигнет пределов топливной коррекции и прекратит попытки выравнивать состав смеси до стехиометрии.
Диагностику состояния системы топливоподачи начинаем с подключения сканера к автомобилю. Отсутствие кода «Превышение пределов топливной коррекции» еще не говорит об отсутствии дефектов в системе топливоподачи. Необходимо в потоке данных (Data Stream) убедиться в наличии колебаний лямбда-зонда (стехиометрия достигнута), а также по величине топливной коррекции оценить, какой ценой она достигнута.
Подводя итог, еще раз отметим, что при проверке лямбда-зонда необходимо обращать внимание на колебания датчика, если они есть, датчик исправен; если же система лямбда регулирования не совершает колебаний, это может указывать или на неисправность лямбда-зонда или на бедную или богатую топливную смесь. То есть сначала надо проверить сами датчики. Для этого нужно принудительно обогатить или обеднить смесь, чтобы получить колебания лямбды и убедиться в том, что он исправен.
Рассмотренные выше лямбда-зонды носят название «скачковые». Т.е. они указывают на то, есть кислород в выхлопе или нет. Но все более ужесточающиеся требования к экологии заставили производителей разработать датчики, которые способны не только работать по принципу «Да-Нет», но и определять процент кисло- рода в выхлопе. Такие датчики получили название «широкополосные датчики кислорода».
Принципы их работы и особенности диагностики автомобиля по показаниям широкополосных лямбда-зондов будут рассмотрены в следующих публикациях.
МНЕНИЕ
Максим Пастухов, технический специалист компании «ДЕНСО Рус»: «Практика показывает, что основными причинами выхода из строя лямбда зондов являются: 1. Загрязнение лямбда-зонда продуктами сгорания топлива. Фактически это присадки, которые используются для повышения октанового числа бензина, устранения детонации или для других целей. Также на это влияет степень очистки топлива. Присадки, сера и парафины «закупоривают» проводящий слой лямбда-зонда, и он «слепнет». Блок управления переводит двигатель в аварийный режим, и мы видим на приборной панели значок «Проверьте двигатель». Кстати, от вышеописанных вещей страдают также свечи зажигания, клапаны, катализатор и др. компоненты двигателя. Имеет смысл комплексно подходить к ремонту, если лямбда-зонд вышел из строя. 2. Агрессивная смесь, которой посыпают наши дороги. Она разъедает изоляцию проводов и сами провода. Мы для защиты от этого используем двойную изоляцию проводов, а также прячем место сварки проводов с датчиком внутрь лямбда-зонда».
Написать комментарий
Ваш комментарий: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
Введите код, указанный на картинке:
Источник