Regulación de lambda, catalizador y la instalación de gas

¿Cómo apareció y por qué se necesita la LAMBDA de REGLAMENTO? introducción.

Debido a la fuerte competencia y las normas ambientales los fabricantes se vieron obligados a mejorar constantemente sus coches. Los motores con carburadoras, no proporcionaron la eficacia, impacto ambiental y potencia del coche deseada. Esto se debe a la incapacidad de ajustar el carburador para los diferentes modos. Por lo tanto, en el año 1979 los fabricantes introdujeron el sistema electrónico de control de microprocesador de 8 bits con una velocidad 4 mHz. Esto sucedió después de 8 años tras el descubrimiento del primer microprocesador del mundo de 4 bits 4004. Actualmente, el sistema de control de motor es bastante complicado desde el punto de vista de calidad de sensores y mecanismos utilizados, modelos matemáticos complicados en forma del programa de mando de control .

paso al sistema de control más exacto fue posible no solo gracias al microprocesador. Resultó una experiencia útil de creación de sistemas de automatización en plantas industriales acumulada durante décadas. En ese momento, las universidades lanzaron una nueva asignatura, sin la cual es imposible la automatización de procesos - Teoría del Control Automático (TCA). TCA – es una ciencia, que permite calcular el nivel y velocidad de influencia directamente en una serie de elementos para obtener resultados precisos en una cantidad de tiempo predecible. A base de TCA para la industria fue creada la teoría de control de motores.

En el proceso de desarrollo de sistemas electrónicos del motor mejoró su exactitud, y las características del motor al mismo tiempo. Con el fin de seguir los parámetros económicos y ambientales cada vez más estrictas, aumenta el número de nodos del sistema de control del motor, mejora la exactitud de su fabricación, aumenta la potencia de procesamiento de las unidades de control de motor para utilizar los modelos más precisas y sofisticadao y las matemáticas.

 система управления двигателем

Ya que los componentes mecánicos del sistema tienen tolerancias de fabricación y propiedad de desgaste, fue necesario el sensor, que pudiera aclarar la imagen real de relación de aire - combustible. Así que desde los finales de los años 1970 s empezaron a usar los sensores de oxígeno (sondas lambda) en los coche.

¿Para qué es necesaria la sensor de oxígeno? (sonda lambda)

Влияние состава смеси на экономичнось и мощность двигателя

Sensor de oxígeno permite controlar continuamente la cantidad de oxígeno en los gases de escape e introducir el ajuste de inyección de combustible para lograr la mejor eficiencia y el rendimiento del medio ambiente del motor.

Sensor lambda de Circonio

La variante más distinguida – la sonda lambda de circonio, que proporciona una señal de mezcla pobre o rica. Si la mezcla es rica - la sonda lambda dará la presión de más 0,45W, si es pobre – menos de 0,45W. El concepto mezcla pobre y rica está asociado con la masa de admisión de aire en los cilindros del motor a la masa de combustible. Convencionalmente, esta relación se expresa como el número de lambda (el nivel de oxígeno en exceso). Por ejemplo, en el número de λ (lambda) = 1, la relación de masa de aire a la masa de combustible es 14,7 kg de aire / 1 kg de combustible, que es la relación más ecológica. Esta proporción también se denomina "mezcla estequiométrica".

Por lo tanto, en un sistema de control simple con una sonda lambda, la composición de la mezcla aire-combustible fluctúa constantemente cerca de λ = 1. Esto es debido al hecho de que el sistema de control intenta abordar el máximo de λ=1, y el elemento sensible de la sonda lambda de circonio puede mostrar sólo más o menos.

La sonda lambda de circonio tiene algunos parámetros importantes, que se utilizan en los sistemas de control más avanzadas con el fin de cumplir con los estándares ambientales Euro-4 y sus posteriores. Por ejemplo, según la resistencia interna del elemento de detección, presión de salida y la comparación de estos parámetros con otros parámetros del sistema, se puede juzgar la concentración de sustancias químicas nocivas en los gases de escape (CH, CO, H2) y temperatura del elemento sensible de sensor de oxígeno. Así, para sistema de control se pueden tomar medidas para mejorar el impacto medioambiental del motor.

SONDA LAMBDA de BANDA ANCHA 

Hay 2 tipos principales de sondas lambda de banda ancha, que se diferencian según el principio de interpretación de la información.

  1. De 4 cables. Se utiliza en los coches Toyota, Lexus, Subaru, Suzuki.
  2. De 5 cables (es posible también con 6 cables para la resistencia de calibración) tiene una cámara adicional - bomba de oxígeno.

Generalmente se utiliza para los veículos de producción alemana.

Estos sensores de oxígeno tienen una característica común - no sólo muestran mezcla pobre o rica, sino que son capaces de medir la composición de la mezcla en una gama grande. Esto le permite retener con mayor precisión la composición deseada de la mezcla. También se hace posible mantener la mezcla λ que no sea 1. Puede ser necesario a los transitorios o cargas parciales, que permite una mejor eficiencia y mejora otros indicadores.

El principio de funcionamiento de los sensores se describe en detalle en muchas referencias. Por lo tanto no nos centramos en esto.

 sonda lambda TRASERa (detrás de catalizador)

Para entender el significado de la sonda lambda trasera, explicamos brevemente el funcionamiento del catalizador. Catalizador de coche – es un aparato, que convierte los gases de escape en una sustancia relativamente inofensiva. Principalmente en el catalizador se quema el combustible no quemado en el motor ( 2CO + O2 → 2CO2) y la descomposición del óxido nítrico (2NOX → XO2 + N2), que se obtiene por las temperaturas de combustión por encima de la posición y un exceso de oxígeno. Las reacciones en el neutralizador son posible en caso de temperatura de alrededor de 300 y 800 grados. También influye sustancialmente en su rendimiento y vida útil la composición de la mezcla aire - combustible, que se detiene por la sonda lambda delante. Si la mezcla de combustible es más rica, caerá la eficiencia de neutralización СО y СН, si es más pobre — NOX.

Датчик B1S2

Por qué un coche siempre se ajusta a las normas de Euro-3 y posteriores, en el sistema de escape del catalizador se introdujo un sensor de control que "indica" al conductor cuando el catalizador se estropee. En este caso el mando de control enciende un indicador Check engine, el motor se pone en modo de emergencia.

Para la mayor eficacia de la reacción catalítica, en los vehículos con normas de Euro -4 y posteriores, se usan también las indicaciones de sonda lambda posterior B1S2. En tales vehículos las indicaciones no sólo se usan para el diagnóstico, sino para la corrección más exacta de la mezcla de combustible par aumentar la eficiencia de neutralización de gases.

Funcionamiento de la sonda lambda trasera (B1S2).

El catalizador produce la descomposición del óxido nítrico a nitrógeno y oxígeno. Se produce la unión de oxígeno con combustible sin quemar (de СО se forma СО2). De la misma manera en el catalizador realizan muchas otras reacciones complejas.

Como ya se ha mencionado, el contenido de oxígeno detrás del catalizador es mucho menor que su contenido antes del catalizador. La capacidad del catalizador para acumular y liberar oxígeno determina la inercia de los cambios en el contenido de oxígeno después del catalizador. Por lo tanto, el principal indicador de catalizador útil es la prevalencia de presión de la sonda lambda trasera más de 0,6W, incluso cuando la presión de la lambda delantera se mantiene durante el tiempo considerable en un nivel bajo,.

Работа второго лямбда зонда

En los coches modernos la lambda trasera B1S2 también afecta la corrección de combustible. Por lo tanto, la eficiencia del catalizador influye directamente en el consumo de combustible. Al reducir la eficacia del catalizador aumenta el consumo de combustible. Esto es debido al hecho de que la cantidad de oxígeno, que puede ser usado por catalizador disminuye, y el sistema está tratando de mantener su contenido mediante la adición de combustible detrás del catalizador.

Signo de funcionamiento normal del catalizador con las normas del Euro-4 y posteriores es la de retención de lapresión en la sonda lambda trasera de la zona 0,6 ... 0,7 voltios en el modo de funcionamiento estable. Por lo tanto, la corrección de combustible por la sonda lambda trasera B1S2 y delantera B1S1 debe estar en torno a 0%.  En el caso de mal funcionamiento del catalizador, la corrección de combustible por los sensores delanteros y traseros puede ser muy diferente de cero. 

Pero no sólo la presión de la sonda lambda y sus características dinámicas afectan el funcionamiento del sistema de control del motor moderno. Puesto que la sonda lambda influye también en la composición de otros componentes en los gases de escape - el sistema de control puede determinar indirectamente su concentración. Así mismo, el sistema puede determinar indirectamente la temperatura del catalizador, que es aproximadamente igual a la temperatura de la sonda lambda. La temperatura de la sonda lambda influye en la resistencia interna del sensor y límite de presión generada. En la parte superior e inferior de presión de ECU se puede juzgar indirectamente las concentraciones de otras impurezas. 

Por eso, entendemos, que los sistemas modernos de control del motor están en condiciones no sólo para mantener la concentración de oxígeno del catalizador. Además, se conserva la temperatura del neutralizador catalítico dentro del rango especificado, se supervisa y se mantiene el contenido de otras impurezas detrás del catalizador.

Desafortunadamente, el catalizador tiene el recurso limitado. Y en el momento, cuando el propietario del vehículo se enfrenta con el problema de catalizador, él tiene opción – o comprar un nuevo catalizador o resolver el problema de otra manera. El ser humano viendo las chimeneas humeantes de las fábricas y el coste del catalizador, por supuesto, está buscando una opción alternativa. En los coches modernos no es fácil engañar la unidad de control, ya que el proceso implica una gran cantidad de parámetros con límite estrecho. Por lo tanto, los métodos tradicionales en forma de espaciadores y resistencias condensadores ya no son adecuados. Incluso si estos métodos funcionan en algunos coches, esto inevitablemente aumenta el consumo de combustible. Por eso, los fabricante de emuladores de catalizador perfeccionan constantemente los algoritmos para la emulación más precisa de recrear todos los parámetros necesarios. En el emulador de catalizador moderno se emulan alrededor 10 parámetros diferentes: presión de modos diferentes, parámetros dinámicos, cantidad de oxígeno almacenado, eficiencia del catalizador, resistencia interna del sensor, impedancia, tiempo de corto, reacción en manipulaciones con pedal de acelerador, temperatura de catalizador, modo de calentamiento, velocidad de reacción del sensor, cambio de eficiencia de catalizador en caso de cambio de cargo.

 instalación de gas y catalizador

Cada vez nos enfrentamos con los problemas de los equipos de los coches equipados con catalizador de gas. Generalmente, el problema no es causado por el catalizador, sino por instalación de gas. Tenga en cuenta - si el vehículo funciona con gasolina por un largo tiempo sin ningún problema – preste la atención a la instalación de gas.  ГБО 4-го поколения

Existen 3 causas más comunes de aparición de códigos de avería en el catalizador de vehículos de gas:

  • Ajuste incorrecto de instalación de gas. la solución es simple - ajuste la instalación de gas;
  • presión de gas inestable en los inyectores de la rampa. Generalmente está causada por una incapacidad del reductor de mantener la presión requerida. Los errores ocurren generalmente cuando el suministro de gas en el tanque está en los extremos. La solución - sustituir el reductor o repostar más a menudo;
  • El problema común - la inestabilidad de los inyectores de gas. Los métodos convencionales no ayudan detectar la causa del problema.

El problema con los inyectores de gas aparece a menudo debido a la inestabilidad de su funcionamiento, la variación de los parámetros. Los inyectores de fricción y la variación en el rendimiento son el problema más común. Todos los parámetros fueron determinados por nosotros con ayuda de analizador de los inyectores de gas.

Permítanme recordarles que el sistema actual de gestión es muy exigente en los parámetros de todos los enlaces, por eso, incluso una ligera variación de parámetros de inyectores conduce a resultados impredecibles. Debido a la variación de  parámetros de unidad de control no puede ajustar adecuadamente la corrección de combustible .

El funcionamiento más eficaz del motor con propano es posible en un ángulo de encendido anterior y una relación magra 15,5 : 1 propano en comparación con una mezcla de gasolina 14,7 : 1.  En el caso de el esquema estándar con la instalación de gas de la 4 o 5 generación el control de la mezcla se realiza por la unidad de control de gasolina, la unidad de control de gas sólo hace ajustes para controlar los inyectores de gas. 

Por eso, la mezcla en caso de funcionamiento de gas se mantiene en los estándares de la gasolina, que implica un funcionamiento anormal del catalizador y su rápida destrucción.

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