Снова о роли датчика кислорода

[AL]

Уважаемые модераторы, "профессора" и "чайники" !

! Слабонервных предупреждаю:
- Текст читается тяжело, необходим опыт и образное мышление .

Большинство автомобилистов сейчас понимают, что современный двигатель - это интелектуальная система требующая совершенно иных методов диагнистики и регулировки режимов работы двигателя.

В конкурентной борьбе за покупателя при повышенных требованиях экологи и экономии топлива, производители бензиновых двигателей применяют все более продвинутые системы электронного впрыска и зажигания.
В этих системах датчик кислорода (ЛЗ, L-зонд, лямбда зонд и т.п.) играет роль контролёра экологичности и экономичности двигателя. Это понятно, но:

Рассуждая, к примеру, о параметрах двигателя, влияющих на динамику разгона автомашины, или рассматривая работу двигателя при малых нагрузках, можно прийти к заключению, что стремление к равенству коэффициента L = 1 не всегда целесообразно.

Пока, мне лично, не удалось встретить полного, доходчивого описания применения/роли (как угодно) датчика кислорода в обратной связи с блоком управления (БУ), в следующих основных режимах работы двигателя: прогрев двигателя, ХХ, малый газ, полный газ.
Встречаются лишь разрозненные пояснения, что такое кислородный датчик.
(Принудительный ХХ не беру во внимание, т.к. это отсечка топлива.)

Крутая характеристика зависимости напряжения датчика от топливной смеси позволяет интерпретировать его работу как логический ключ, который увеличивает или уменьшает подачу топлива в двигатель. Принимая этот факт во внимание, можно прийти к выводу, что на установившихся режимах работы обороты двигателя должны плавать, но этого не происходит !!

На основании вышеизложенного пришел к выводу, что все множество оптимальных режимов работы современного двигателя задается некой условной параметрической поверхностью (можете представить ее в виде горной или холмистой поверхности). Попадание в соответствующую "координату" этой поверхности задается датчиками двигателя (нет смысла их перечислять). Реальная координата может не совпадать с оптимальной.

Вот здесь, мне думается, и должна проявляться роль датчика кислорода.
Он должен приближать/корректировать "точку реального режима" работы двигателя к той условной параметрической поверхности оптимальных режимов работы двигателя (т.е. к необходимой порции топлива и воздуха). В этом случае роль датчика кислорода, как бы, становится понятной и не противоречит концепции двигателя (спортивный, для Vip персон, тягач и т.п.).

Образно это напоминает полет самолета на низкой высоте с огибанием рельефа местности.

Вы спросите:
-О чем это он?

Просто хочется определиться в понимании роли датчика кислорода в работе двигателя. Иначе на Х . . . НА он там стоит, если все можно записать в ПЗУ !

Спецы, причешите мои мысли и поправьте, если что не так!
Кто иначе понимает роль датчика кислорода?

Приглашаю.

Про горную местность ты верно подметил, тут надо на примере рассказывать. Типа при проектировки конкретного двигателя и его испытания составляется программа для БУ что бы при постоянной нагрузке , расчитаная длительность открытия форсунки обеспечивала значение лямбды равное 1. При эксплуатации двигателя по некоторым причинам, допустим из-за падения давления топлива, БУ фиксирует, что при табличном значении длительности открытия форсунки, сигнал с ДК валяется внизу, т.е. смесь бедная. И тут начинается коррекция длительности сигнала. Как бы БУ шагами увеличивает время открытия и следит за реакцией ДК, если реакции нет, снова увеличивает, и так до тех пор пока сигнал с ДК не уйдет в богатую область. Но тут возникает вопрос, бесконечно увеличивать он её не может, и по достижению определенного значения БУ фиксирует ошибку, по преувеличению максимального значения коррекции, загорается СНЕСК.
Это как я понимаю работу ДК. Вопрос у меня возникает следующий , где можно найти информацию по значениям этой самой коррекции.

[AL]

Вот оно!

Вы попали в точку!
Должна существовать какая-то "дельта" (допустимая разница между реальным значением и значением, заложенным в блоке управления).
Как вы правильно заметили, блок управления следит:
- и если параметр вошел в предел допустимой ошибки, то коррекция прекращается!

Такая логика ставит все на свои места.
Это соответствует основным положениям теории регулируемых процессов, где обязательно должны присутствовать: а)переменная величина, б)постоянная величина, к которой стремится переменная, в)параметр, определяющий точность прибижения и г)функция, задающая закон приближения. На основе этих данных уже можно строить реальную физическую модель регулирующего устройства.

К сожалению, мне еще не попадало в руки исчерпывающее описание работы БУ и ДК. В большинстве источников говорится об ..."отрицательной обратной связи между ДК и БУ". Подробности не приводятся. Не говорится и о значениях коррекции (что Вас и интересует).

Возможно, это секреты заводов-производителей. Подтверждение тому и то, что Вы нигде не увидите принципиальной схемы блоков управления.
Далее распиновки БУ дело не идет.

Давайте подождем, может еще кто-нибудь "прольет свет" на этот вопрос.

[Евгений-ARM]

Вы затронули довольно сложный механизм . Причем помимо реакции ЭБУ за работой ДК есть еще опущенные моменты при которых в логике работы многих производителей заложенны свои приоритеты реакции на другие датчики . Постараюсь немного понятнее высказать замеченные мной моменты. Авто где производитель очень плотно подошел к стандартам заниженый экологических норм уже невстретиш любимого датчика обсалютного давления - МАП. Стоит МАФ и ЭБУ независимо от данных с ДК постоянно делает пересчет по реальному расходу воздуха. И если ЭБУ получает информацию о том что воздуха идет ХХ такое количество , а пересчитав и сделав поправки по воздуху и не получив ожидаемую реакцию на ДК он перестает отслеживать этот датчик. Если более точно он перестает ориентироваться на него как основной. Так была замечена реакция ЭБУ разных производителей на сглючивший МАФ. К примеру на Нисане при повышении напряжения на информационном сигнале МАФ , ДК впадал в устойчивое состояние ЛАЙН . Причем на перегазовках или при повышении оборотов он начинал обратно танцевать. Но при переходе на Х.ХОД он опять вводил мотор в переобедненый режим. Совсем другая реакция была на Субару - там мотор при некоректном напряжении наоборот на ДК получали устойчивое РИЧЬ и СО уходило до 8-10%.
----------------------
Связи с этим у многих производителей появилась в ЭБУ интереная ошибка - переобедненая топливная смесь (чаще всего это у ТАЙОТЫ - их воздушный фильтр не спровляется с пыльными и грязными дорогами России) . Так там это дежурная ошибка , хотя загрязненность форсунок мне попалась только один раз . В основном причина толстые отложения грязи на МАФ .
-----
Я не для того чтоб запутать вас или увести от реальной логике ваших размышлений . Но кроме двух средних значений корекции (кратковременной и длительной ) ЭБУ постоянно пересчитывает насколько эти корекции будут коректны стихометрическим параметрам при определенном расходе воздуха.

[AL]

Благодарю Евгений!
Нашего брата прибыло.

Итак, мы получили новые факты того, что кислородный датчик (КД) используется электронным блоком управления (ЭБУ), но не всегда.

Хотелось бы прийти к четкому пониманию того, когда ЭБУ это делает, на каких режимах работы двигателя? Также прийти к пониманию, где не следует принимать во внимание влияние ДК и, наконец, расставить приоритеты датчикам, участвующим в смесеобразовании (с учетом их возможных отказов).

Попробую расставить некоторые ориентиры. За точку отсчета берется двигатель-атмосферник (не турбированный) с системой управления Motronic.

1) Так как датчик выдает пульсирующее напряжение с частотой около 1 герца (один импульс в секунду), то получается, что нет смысла регулировать быстротечные переходные процессы, происходящие в периоды времени, соизмеримые с временем 1 с. Это резкое дросселирование. Здесь вернее сказать: не следует учитывать реакцию ДК.
2)Нет смысла учитывать показания датчика при: прогреве двигателя, принудительном ХХ, малой нагрузке двигателя (когда целесообразнее применять бедную смесь).
3)Не надо учитывать и такой режим ДК, когда он перестает пульсировать и переходит в режим "ЛАЙН" (т.е. выдает постоянное, непульсирующее напряжение).
4)Основными датчиками смесеобразования являются (в порядке убывания важности):
- датчик дроссельной заслонки;
- датчик расхода воздуха (вариант исполнения не важен);
- температура воздуха;
- температура двигателя;
- датчик кислорода.

Вывод:
При диагностике работы двигателя влияние ДК следует рассматривать лишь на постоянно удерживаемых на заданном уровне режимах: ХХ, средней и максимальной нагрузки.

[AL]

Кто может подробнее объяснить физику работы датчика кислорода?
Почему он вырабатывает импульсные сигналы с частотой в 1 герц?
При каких условиях он попадает в линейное состояние, вырабатывая постоянное напряжение?

Что за чудо такое? Совокупность кварца и термопары?

кто тебе сказал что там 1Гц ?

все зависит от температуры и кол-ва выхлопа... чем выше температура тем четче и быстрее реагирует зонд...

1Гц на ХХ это реакиця системы управления... бывают и системы что вообще на ХХ смотрят раз в 2-3 секунды... на оборотах чаще....

а вообще по устройству датчика в инете мона найти инфу или в книге, просто батарейка и все
просто я тебе перескажу плохо, поэтому не буду

вообще зонд мона рассматривать как черный ящик, который дает тебе признак наличия кислорода в выхлопе и все... ты примерно знаешь скорость реакции и больше по сути ниче и не надо...

[AL]

Я тоже сначала считал, глядя на крутую (зеркальную гистерезисную) кривую датчика, что он дает постоянку. Потом в одной инфе прочитал, что датчик выдает импульсы частотой 1-2 Гц. Потом просматривал осцилограммы мотор-сканеров по датчику кислорода там есть и импульсные осцилки, а также постоянка по верхнему и нижнему уровню.

Смотри сюда: http://avto-remont.com/catalog/stat/13/1/54.html

И теперь в растеряности, что за чудо такое? Кто задает темп сканирования, сам датчик или ЭБУ, почему то переменка, то постоянка?

Стоп! Начинаю понимать !!
Исправный кислородный датчик, завязанный отрицательной обратной связью с ЭБУ, в совокупности и задают темп изменения подачи топлива в форсунки то больше, то меньше, обеспечивая стехиометрическое значение оптмальной смеси топлива, равное 1. Частота этих изменений и составляет цифру около 1 герца. Датчик кислорода просто отражает характер этих колебаний. Частота изменения подачи топлива в 1 Гц настолько велика для двигателя, что в силу своей инерционности, он продолжает работаь ровно.
Если же мы имеем случай старого, "отравленного" датчика кислорода, то обратная связь КД-ЭБУ вызывает колебания более низкой частоты или же устанавливаются крайние положения: богатая смесь или бедная смесь. Т.е. в данном случае глубина отрицательной обратной связи уже не может обеспечить такую подачу топлива, чтобы вывести смесь на стехиометрическое значение = 1.

Теперь становится понятной неисправность, когда на ХХ обороты двигателя плавают. Это следствие умирающего датчика кислорода либо переобедненной смеси.

Все, для меня эта тема стала понятной.

дык а чего разбираться то?
много кислорода в выхлопе лямбда дает низкий сигнал,
мало кислорода в выхлопе лямбда дает высокий сигнал,
а кислородом в выхлопе косвено рулит ЭБУ обогащая/обеднаяя смесь....
т.е. ЭБУ смотрит, щас сигнал низкий с ЛЗ, значит смесь бедная, начинает шажками обогащать. Через определенный таймаут опять смотрит на ЛЗ, он уже в высоком потенциале, значит смесь богатая, и ЭБУ начинает шажками обеднять. и так в цикле. Таймаут опроса зависит от оборотов (во всяком случае те помойки что я смотрел 88-94г.в.), просто когда то я тоже начитался про фронты в 130мс и не мог понять работает моя лямбда или нет, оказалось что для старых систем 130мс это лапша, вернее не так важно что ЛЗ переключается медленно...
на более современных это видимо важно, но в семье таких машин нет, значит и знаний по ним

т.е. если ты сам обеднишь смесь то увидишь что ЛЗ висит в низком сигнале, если обогатишь то увидишь что висит в высоком сигнале, а ЭБУ как раз крутит смесь около лямбда~1 (на который типа настроен датчик) вот те и синус что ты видишь на картинках