Регистрация Войти
Вопрос

Почему двигатель, работающий на 3000 оборотах в минуту, издает колебания уровня кислорода в 1–2 Гц?

Чтобы проверить, не повреждён ли один или оба датчика O2, нужно подключить (чёрный, согласно стандарту Bosch) провод к каждому датчику и с помощью осциллографа отследить сигнал относительно земли.



Когда двигатель работает на холостом ходу при 3000 об/мин, датчик на входе будет показывать волну с амплитудой от 0,2 до 0,8 В и частотой от 1 до 2 Гц.



Сигнал выглядит следующим образом:



предварительный сигнал cat



Датчик, расположенный ниже по потоку, должен выдавать гораздо более стабильный сигнал. Этот стабильный сигнал указывает на то, что каталитический нейтрализатор выполняет свою функцию и уровень O2 после нейтрализатора не колеблется или колеблется незначительно.



Как двигатель, работающий на 3000 оборотах в минуту, может вызывать колебания концентрации кислорода с частотой 1–2 Гц, а не 50 Гц? Я бы удивился, если бы колебания концентрации кислорода были близки к 3000 Гц. В выхлопных газах двигателя должно быть достаточно турбулентности, чтобы любые колебания исчезали, но я всё равно удивлён, что колебания происходят на такой низкой частоте. Чем это вызвано?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/29654/why-does-an-engine-revving-at-3000-rpm-produce-o2-variations-of-1-2-hz
1
+ Читать

14 Комментариев

  1. Вариация на входе (Гц) также называется перекрестным подсчетом O2. Это нормальная система управления топливной смесью, при которой топливный компьютер слегка изменяет состав смеси, чтобы она пересекала стехиометрическую границу (0,45 В), переходя от обедненной смеси к обогащенной. Чем больше перекрестных подсчетов, тем лучше контроль подачи топлива и тем исправнее датчик O2. Большое количество перекрестных подсчетов также указывает на то, что топливный компьютер работает в режиме замкнутого цикла.



    Подробнее читайте на эту тему
  1. @Calaf Главное, чтобы узкий диапазон был точен только в районе стохастического шума и становился неточным/трудно поддающимся точному измерению по мере удаления от стохастического шума. Широкий диапазон должен быть точен во всех отношениях. Показания в диапазоне 5 В более точны, чем в диапазоне 1 В, поскольку возможных точек данных в 5 раз больше.
  1. @rpmerf В данном случае сигнал преобразуется с оси Y на ось X. Это усиливает сигнал, чтобы его было легче измерить. Понял. Спасибо!
  1. @Calaf для широкополосного сигнала AFR = 2 * V + 10, то есть 2,35 В — это стоический сигнал. Это прямая линия, а не кривая, как в случае с узкополосным сигналом. Давайте попробуем эту ссылку: wbo2.com/2a0/afrlin.gif
  1. @rpmerf Идеально: фильтр показывает, как работает булева алгебра, и всё становится ясно. (Кстати, прошла только иллюстрация узкополосного фильтра.)
  1. @Calaf Для определения соотношения топливовоздушной смеси используется датчик O2. Как отметил Moab, ЭБУ, в которых используются широкополосные датчики, считывают точное напряжение. Широкополосные датчики считывают данные по шкале 5 В и являются очень точными. В узкополосных датчиках используется двоичный переключатель. Если напряжение ниже 0,5 В, ЭБУ считывает входные данные датчика как 0 (бедная смесь). Если напряжение выше 0,5 В, ЭБУ считывает входные данные датчика как 1 (богатая смесь). Узкополосный: wbo2.com/2a0/afrnbb.gif Широкополосный: cherrypicker.tripod.com/sitebuildercontent/sitebuil‌​derpictures/…
  1. @rpmerf Отлично, мы приближаемся к цели. Как ЭБУ определяет, бедная или богатая смесь? Есть ли обратная связь, помимо уровня O2?
  1. @rpmerf Я думаю, что новые системы, в которых используются широкополосные датчики O2, распознают напряжение. Хотелось бы, чтобы кто-нибудь это подтвердил.
  1. Помните, что компьютеры распознают только «включено» или «выключено», а считывание точного напряжения сложнее и дороже. Если ЭБУ распознаёт обогащённую или обеднённую смесь, это проще. Обогащённая смесь = 1, обеднённая = 0. ЭБУ постоянно отслеживает переключение и знает, что смесь близка к стехиометрической.
  1. Например, переменный ток в США имеет частоту 50–60 Гц, то есть он меняет направление 50–60 раз в секунду.
  1. Герцы — это количество пересечений в единицу времени. Чем быстрее происходит переключение, тем выше частота.
  1. Итак, по аналогии можно сказать следующее. Подобно тому, как человек, пытающийся пройти по канату, слегка отклоняется вправо или влево, чтобы сохранить равновесие, компьютер изменяет состав смеси от бедной к богатой, пытаясь постоянно находить идеальную стехиометрическую точку. Именно это изменение состава смеси от бедной к богатой происходит с частотой 1–2 Гц. Верно?
  1. @Moab — Оставь свой след, брат... пожалуйста, преврати это в ответ.
  1. Да, я понимаю. Ваше объяснение проясняет, почему мы наблюдаем частоту 1–2 Гц, но не объясняет, почему модуль управления двигателем изменяет состав смеси. Мне всё ещё интересно, почему бортовой компьютер постоянно меняет состав смеси с обогащённого на обеднённый. Я предполагаю, что это происходит потому, что очень сложно точно попасть в стехиометрическую точку. Поэтому модуль управления двигателем колеблется туда-сюда, пытаясь её найти. Это проще, чем если бы модуль управления двигателем, например, анализировал точный состав топлива в каждый момент времени и точное количество солей и т. д. в воздухе, а затем на основе этого анализа вычислял, какое соотношение воздуха и топлива следует использовать.
Вы уже ответили на этот вопрос