Датчики кислорода. ЭСУД LADA GRANTA, LADA KALINA 2 16 клапанов, M74 ЕВРО-4 – устройство и диагностика.

Контроллер и датчики. ЭСУД LADA GRANTA, LADA KALINA 2 16 клапанов, M74 ЕВРО-4 – устройство и диагностика.
Электронная система управления 16-клапанным двигателем автомобилей семейств LADA GRANTA, LADA KALINA 2 с контроллером M74 ЕВРО-4 – устройство и диагностика.

Датчики кислорода.

Сокращения:

А/м – автомобиль;
ЭСУД – электронная система управления двигателем;
АЦП – аналого-цифровой преобразователь;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство;
ДМРВ – датчик массового расхода воздуха;
СУПБ – система улавливания паров бензина;
ДПКВ – датчик положения коленчатого вала;
ДП – дроссельный патрубок с электроприводом;
УДК – управляющий датчик кислорода;
ДДК – диагностический датчик кислорода;
ДТОЖ – датчик температуры охлаждающей жидкости;
ЭРПЗУ – электрически репрограммируемое запоминающее устройство;
УОЗ – угол опережения зажигания;
АКП – автоматическая коробка передач;
МКП – механическая коробка передач;
ПДУ – пульт дистанционного управления;
ДД – датчик детонации;
ЭПА – электронная педаль акселератора;
ДСА – датчик скорости автомобиля;
ДТВ – датчик температуры воздуха;
КПА – клапан продувки адсорбера;
ЭДП – дроссельный патрубок с электроприводом;
ДПДЗ – датчик положения дроссельной заслонки;
ДППА – датчик положения педали акселератора;
ДФ – датчик фаз;
ВСТ – выключатель сигнала торможения;
ВСППС – выключатель сигнала положения педали сцепления;
ЭБН – электробензонасос.

Управляющий датчик кислорода (УДК).

Наиболее эффективное снижение токсичности отработавших газов бензиновых двигателей достигается при массовом соотношении воздуха и топлива в смеси (14,5… 14,6) : 1.

Данное соотношение называется стехиометрическим. При этом составе топливовоздушной смеси каталитический нейтрализатор наиболее эффективно снижает количество углеводородов, окиси углерода и окислов азота, выбрасываемых с отработавшими газами. Для оптимизации состава отработавших газов с целью достижения наибольшей эффективности работы нейтрализатора применяется управление топливоподачей по замкнутому контуру с обратной связью по наличию кислорода в отработавших газах.

Контроллер рассчитывает длительность импульса впрыска по таким параметрам, как массовый расход воздуха, частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости и т.д. Для корректировки расчетов длительности импульса впрыска используется информация о наличии кислорода в отработавших газах, которую выдает датчик кислорода.

Рис. 1.1-06. Расположение УДК и ДДК в подкапотном пространстве автомобилей семейств LADA GRANTA и LADA КALINA 2.

1 – управляющий датчик кислорода; 2 – диагностический датчик кислорода.

УДК устанавливается на трубе приемной (рис. 1.1-06). Его чувствительный элемент находится в потоке отработавших газов. УДК генерирует напряжение, изменяющееся в диапазоне 50…900 мВ. Это выходное напряжение зависит от наличия или отсутствия кислорода в отработавших газах и от температуры чувствительного элемента УДК.

Когда УДК находится в холодном состоянии, выходной сигнал датчика отсутствует, поскольку в этом состоянии его внутреннее электрическое сопротивление очень высокое – несколько МОм. По мере прогрева датчика сопротивление падает и появляется способность генерировать выходной сигнал.

Для эффективной работы УДК должен иметь температуру не ниже 300°С. Для быстрого прогрева после запуска двигателя УДК снабжен внутренним электрическим подогревающим элементом, которым управляет контроллер. Коэффициент заполнения импульсных сигналов управления нагревателем (отношение длительности включенного состояния к периоду следования импульсов) зависит от температуры УДК и режима работы двигателя.

Если температура датчика выше 300°С, то в момент перехода через точку стехиометрии, выходной сигнал датчика переключается между низким уровнем (50…200 мВ) и высоким (700…900 мВ). Низкий уровень сигнала соответствует бедной смеси (наличие кислорода), высокий – богатой (отсутствует кислород).

Описание работы цепи.

Контроллер выдает в цепь УДК стабильное опорное напряжение 3,3 В. Когда УДК не прогрет, напряжение выходного сигнала датчика находится в диапазоне 1,3…3,6 В. По мере прогрева датчика его внутреннее сопротивление уменьшается, и он начинает генерировать меняющееся напряжение, выходящее за пределы этого диапазона. По изменению напряжения контроллер определяет, что УДК прогрелся, и его выходной сигнал может быть использован для управления топливоподачей в режиме замкнутого контура.

При нормальной работе системы подачи топлива в режиме замкнутого контура выходное напряжение УДК изменяется между низким и высоким уровнями.

Отравление датчика кислорода.

УДК может быть отравлен в результате применения этилированного бензина или использования при сборке вулканизирующихся при комнатной температуре герметиков, содержащих в большом количестве силикон (соединения кремния) с высокой летучестью. Испарения силикона могут попасть в систему вентиляции картера и присутствовать при процессе сгорания. Присутствие соединений свинца или кремния в отработавших газах может привести к выходу УДК из строя.

Неисправности цепей УДК, дефект датчика, его отравление или непрогретое состояние могут вызвать длительное нахождение напряжения сигнала в диапазоне 1,3…3,6 В. При этом в память контроллера занесется соответствующий код неисправности. Управление топливоподачей будет осуществляться по разомкнутому контуру.

Если контроллер получает сигнал с напряжением, свидетельствующим о длительном состоянии обедненности смеси, в его память заносится соответствующий код неисправности (низкий уровень сигнала датчика кислорода). Причиной неисправности может быть замыкание выходной цепи УДК на “массу”, негерметичность системы впуска воздуха или пониженное давление топлива.

Если контроллер получает сигнал с напряжением, свидетельствующим о длительном состоянии обогащенности смеси, в его память заносится соответствующий код неисправности (высокий уровень сигнала датчика кислорода). Причиной неисправности может быть замыкание выходной цепи УДК на источник напряжения или повышенное давление топлива в рампе форсунок.

При возникновении кодов неисправности датчика кислорода контроллер осуществляет управление топливоподачей в режиме разомкнутого контура.

Техническое обслуживание датчика кислорода.

При повреждениях жгута, колодки или штекеров датчика кислорода, ДК необходимо заменить. Ремонт жгута, колодки или штекеров не допускается. Для нормальной работы ДК должен сообщаться с атмосферным воздухом. Сообщение с атмосферным воздухом обеспечивается воздушными зазорами проводов датчика. Попытка отремонтировать провода, колодки или штекеры может привести к нарушению сообщения с атмосферным воздухом и ухудшению работы ДК.

При обслуживании ДК необходимо соблюдать следующие требования:

Не допускается попадание жидкости для чистки контактов или других материалов на датчик или колодки жгутов. Эти материалы могут попасть в ДК и вызвать нарушение работы. Кроме того, не допускаются повреждения изоляции проводов, приводящие к их оголению.

Запрещается сильно сгибать или перекручивать жгут ДК и присоединяемый к нему жгут проводов системы впрыска. Это может нарушить поступление атмосферного воздуха в ДК.

Для исключения неисправности в результате попадания воды необходимо не допускать повреждений уплотнения на периферии колодки жгута системы управления.

Снятие датчика кислорода.

1. Выключить зажигание.

2. Отсоединить колодку жгута проводов от датчика.

3. Осторожно вывернуть датчик (ключ гаечный 22).

Внимание. С новым датчиком обращаться осторожно. Не допускать попадания смазки или грязи на колодку жгута проводов датчика и конец корпуса датчика с прорезями.

Установка датчика кислорода.

1. Смазать резьбу датчика графитной смазкой.

2. Завернуть датчик в корпус нейтрализатора. Момент затяжки датчика 25…45 Н·м (вставка сменная 22 из набора типа 811382 ф. “USAG”, ключ моментный).

3. Присоединить к датчику колодку жгута проводов.

Диагностический датчик кислорода (ДДК).

Для снижения содержания углеводородов, окиси углерода и окислов азота в отработавших газах используется каталитический нейтрализатор (см. раздел 1.9). Нейтрализатор окисляет углеводороды и окись углерода, в результате чего они преобразуются в водяной

пар и углекислый газ. Нейтрализатор также восстанавливает азот из окислов азота. Контроллер следит за окислительно-восстановительными свойствами нейтрализатора, анализируя сигнал диагностического датчика кислорода, установленного после нейтрализатора (рис. 1.1-06).

ДДК работает по тому же принципу, что и УДК. УДК генерирует сигнал, указывающий на присутствие кислорода в отработавших газах на входе в нейтрализатор. Сигнал, генерируемый ДДК, указывает на присутствие кислорода в отработавших газах после нейтрализатора. Если нейтрализатор работает нормально, показания ДДК будут значительно отличаться от показаний УДК.

Выходной сигнал прогретого диагностического датчика кислорода при работе в режиме обратной связи, при исправном нейтрализаторе в установившемся режиме должен находится в диапазоне от 590 до 750 мВ и не должен повторять сигнал УДК.

При возникновении неисправности цепей или самого диагностического датчика кислорода контроллер заносит в свою память ее код и включает сигнализатор, сигнализируя о наличии неполадки.

Требования к техническому обслуживанию и процедура замены ДДК не отличаются от описанных выше для УДК.