25.8.2014, 6:12
Голову можно совершенно не ломать, циркониевые узкополосные сенсоры лямбда-зондов взаимозаменяемы ВСЕ. Именно сенсоры. Остается решить вопрос подбора сопротивления нагревателя, типа крепления (резба/фланец), длины проводов. Объясню, почему это так.
Лямбда-зонды изначально следует разделить на два типа - циркониевые и титановые. Первые вырабатывают напряжение, вторые меняют сопротивление. Титановые зонды одно время были на ниссанах, и так же по слухам встречаются на старых американцах. Мне лично они не попадались вообще, и насколько я понимаю, циркониевые зонды их уже совсем вытеснили в современных автомобилях. Потому, титановые зонды не рассматриваем. Остаются циркониевые. Их нужно тоже разделять на два типа - широкополосные и узкополосные.
Широкополосный зонд (ШДК) позволяет узнать точное соотношение воздух/топливо, т.н. AFR (Air/Fuel Ratio). Широкополосные зонды бывают о 5 проводах, например BOSCH LSU 4.x - видел на ниссане; бывают и о 4 проводах, например Denso DU2/DU3, попадаются на всём подряд после 2000-го года. Достоверно выявить широкополосный зонд можно по двум признакам. Первый - очень низкое сопротивление подогрева - 1-2 ома. Это оттого, что ШДК для точных показаний требуется стабильная рабочая температура. Такой нагреватель греется импульсным напряжением, если включиться в цепь нагрева осциллом, будут видны прямоугольные импульсы. Второй признак - потенциал 0.3 вольта на сигнальных контактах, который приходит со стороны мозгов. Этот потенциал необходим для работы ШДК - в отличие от обычных циркониевых ДК тут мозги меряют ток, необходимый для поддержания этого потенциала, и по нему определяет AFR. Касаемо замены ШДК на дубли - данных практически нет. Есть опыт замены соклубником на цивике EU оригинального ШДК DENSO DU* на DENSO DU* от тойоты, по цене почти вдвое ниже. Успешно, но неизвестно, повезло конкретно в этом случае, или действительно одинаковые зонды с разными маркировками.
Итак, это было вступление. И теперь по теме - узкополосный циркониевый лямбда-зонд (на CF4 стоит именно такой). И опять небольшое отступление. Есть такой раздел химии - стехиометрия. Этот раздел о соотношении объёмов реагентов в химических реакциях - то есть, чего и сколько нужно смешать, чтобы реакция прошла и не было избытка одного реагента и недостатка другого. Доподлинно известно, что для бензиновых атмосферных ДВС стехиометрический состав топливной смеси 14.7 долей воздуха к 1 доле топлива. При таком соотношении топливная смесь сгорает целиком, не остаётся избытка топлива, или кислорода. Это соотношение принимается за лямбда = 1. Стехиометрический состав является оптимальным в основном режиме работы мотора (есть ещё режимы интенсивного разгона, либо напротив, экономной езды), и как раз поддержанием оного и занимается ECU с помощью лямбда-зонда.
Работает это всё так. Циркониевый зон - это кислородная батарейка. Активный элемент из двуокиси циркония, одна сторона элемента находится в выпускном тракте, в газах, другая сторона находится "на улице" - в окружающей среде. Для снятия потенциала с элемента он покрыт с противоположных сторон пористым платиновым напылением, и сверху, для защиты, пористой керамикой. Работать зонд начинает при температуре 300-400 градусов, поэтому требуется керамический нагреватель. Встречаются и однопроводные зонды, которые стоят очень близко к цилиндрам в приемном коллекторе, и нагреваются выхлопными газами. Когда топливная смесь богатая - в ней избыток топлива и недостаток кислорода. После сгорания в выхлопных газах кислорода нет совсем, в то время как в окружающей среде кислорода в избытке. Возникает разность парциального давления кислорода внутри и снаружи активного элемента, нагретая батарейка начинает проводить через себя ионы кислорода, и на выходе зонда высокий уровень - около 1 вольта. Когда смесь бедная - после сгорания в выхлопных газах избыток кислорода, снаружи тоже избыток, разности давлений нет, ионы не бегут, на выходе низкое напряжение.
ECU в режиме лямбда-регулирования (closed loop) постоянно контролирует выходное напряжение сенсора, и по нему корректирует смесеобразование (Fuel Trim). Так как требуется поддерживать стехиометрический состав смеси, а узкополосный ДК может только сигнализировать о том, что смесь либо богатая (высокое напряжение), либо бедная (низкое напряжение), коррекция происходит постоянными колебаниями около нормы. То есть, скажем мозги видят что с лямбды идет высокий уровень, понимают что смесь богатая, уменьшают время открытия форсунок на небольшую величину для обеднения смеси и снова контролируют, что изменилось. Если смесь по прежнему богатая, процесс повторяется. Так происходит до тех пор, пока лямбда не просигналит низким уровнем, что смесь стала бедная. Теперь всё начинается в обратном направлении, время открытия форсунок увеличивается до тех пор, пока лямбда не покажет богатую смесь высоким уровнем. Затем снова обеднение, затем снова обогащение, и так постоянно. Таким способом состав смеси постоянно колеблется около оптимального ARF 14.7.
Когда зонд начинает умирать - забиваются поры в керамике и платине продуктами горения - зонд начинает в первую очередь тупить. Фронты сигнала изменения выходного напряжения при изменении состава смеси затягиваются от номинальных 50-100 мс до совершенно неприемлымых 400-500 мс, полных циклов лямбда-регулирования за 10 секунд вместо 12..16 становится 3..6, расход топлива вырастает. Если сгорает нагреватель - мозги это четко видят, зажигают чек, и как правило включают обходную программу работы без лямбда-коррекции, по жестко зашитым топливным картам (open loop). В зависимости от состояния инжекторной системы в целом машина либо тупит, если например топливный насос не давит номинальное давление, либо жрет, если например неисправен регулятор давления топлива и оно избыточно. Возможен так же вариант, когда загаженный зонд не выдает необходимого уровня при богатой смеси - то есть, например не переходит за порог в 0.5 вольта, мозги постоянно видят низкий уровень, доливают топлива, доливают, доливают, и так до тех пор пока не дойдут до предела топливной коррекции. Жор бензина конский.
Ещё. Есть короткая топливная коррекция, есть длинная. Короткая - это текущие изменения состава смеси по сигналу лямбды. Длинная коррекция - это общее смещение всех топливных карт, если мозги видят, что в системе впрыска что-то неладно. Пример - стал умирать топливный насос, давление в рампе упало ниже номинального. Форсунки стали недоливать топливо. Лямбда показала бедную смесь, мозги добавили время открытия форсунок, всё в норму. короткая коррекция скажем +3%. после какого то длительного времени такой коррекции мозг делает вывод, что что-то не в порядке, и надо перестроить карты. Длинная коррекция становится +3%, все карты за счет этого становятся чуть богаче, а короткая снова колеблется около нуля. За счет этого же при отклонениях во впрыске в целом обеспечивается более-менее правильная работа двигателя в режимах без обратной связи по лямбде (open-loop) - скажем при прогреве, при интенсивном разгоне (afr ~12.8), при обедненной смеси в Vtec-E (у меня ARF ~20). И именно из-за ушедшей в сторону длинной топливной коррекции из-за мертвой узкополосной лямбды возможны затупы при разгоне, или глохнущий при сбросе газа мотор - на лямбду мозг в этих режимах не смотрит, короткая коррекция не в счет, а длинная - неверная, постоянный перелив, либо недолив.
Увлекся, написал много больше чем собирался. Надеюсь, кому то будет интересно почитать.
ВЫВОД: Любой узкополосный циркониевый зонд всего лишь показывает мозгам, есть кислород в выхлопных газах или нет. Мозги на это реагируют и формируют правильную смесь. Потому, любой узкополосный циркониевый зонд можно заменить другим если он подойдет конструктивно и по сопротивлению подогрева.
Всё вышесказанное - мною нагугленное, домысенное . Комментарии и дополнения приветствуются.
Кто-нибуть сталкивался теперь с такими проблемами?
