Используется ли кислородный датчик после каталитического нейтрализатора для контроля смеси в двигателе?

Споры о контроле подачи топлива сзади вызывали некоторый интерес на профессиональных форумах по ремонту автомобилей в прошлые годы, в основном на i-ATN. Стратегии управления подачей топлива сзади широко используются; это общепризнанный факт в отрасли. Для более доступного справочного источника; Bosch Automotive Handbook является хорошим справочником. В 5-м издании это на странице 525.

Стратегии контроля топлива в управлении двигателем являются одними из самых тщательно охраняемых секретов. В документации мало подробностей о том, как это делается в той или иной системе. Это не означает, что у нас нет способов вообще узнать, как это делается. Одним из доказательств, которое у нас есть, является OBDII PID с маркировкой O2BxS2FT. PID корректировки подачи топлива для заднего датчика кислорода предполагает, что датчики после каталитического нейтрализатора действительно используются для управления подачей топлива. Эксперименты также могут показать, как разные OEM-производители используют датчики. Некоторые системы, например Subaru конца 1990-х годов, не могут поддерживать контроль смеси на уровне или близком к стециометрическому, когда датчик предварительного катализатора отключается. Другие без проблем поддерживают контроль топлива на обоих берегах, даже когда работает только один задний датчик (Lexus LS400 1990 года).

Стратегии контроля за расходом топлива менялись с годами. В 1970-х и начале 1980-х системные конструкции имели тенденцию к простой логике с прямой обратной связью. Датчик смеси посылает свой сигнал, контроллер регулирует смесь через изменения в форсунке вовремя, происходит сгорание, затем датчик считывает новую отрегулированную смесь, и так цикл обратной связи продолжается. Эта система работает, но является грубой по современным стандартам, поскольку она посредственна, когда речь идет об оптимальном управлении расходом топлива, и очень плоха в точном контроле смеси, необходимом катализатору для оптимального контроля выбросов. Это конструкция системы, широко известная и цитируемая техническими специалистами и на любительских интернет-форумах. Отсюда и миф о том, что задний датчик смеси проверяет только катализатор.

Новые конструкции значительно изменились. Этот логический тип был помечен как «упреждающая связь». Он использует логику обучения нейронной сети и запоминает предыдущие параметры реакции двигателя, чтобы добиться контроля подачи топлива, который обеспечивает чистую выхлопную трубу и лучшую мощность.
В этом методе используются датчики соотношения воздух-топливо перед кат. и стандартный датчик O2 после кат. Датчики AFR проверяют наличие пропусков зажигания, изменение смеси в цилиндрах и температуру выхлопных газов. Задний датчик проверяет среднюю смесь, температуру на выходе катализатора и в течение нескольких секунд, когда условия правильные, отслеживает состояние катализатора. Прямая обратная связь не используется, так как требуется значительное замедление, чтобы удерживать смесь в необходимом диапазоне.

Логика управления подачей топлива сильно различается с годами и у разных производителей. Общие заявления о том, как это делается, вряд ли будут поддерживаться. Тем не менее, можно кое-что понять, как это делается на любом конкретном транспортном средстве, наблюдая за графическими данными датчика смеси во время расширенного тест-драйва.

Лямбда-контроль с двумя датчиками на самом деле весьма полезен

Я резюмирую, что говорится в 8-м издании Bosch Automotive Handbook:

• верхний лямбда-зонд подвергается сильной нагрузке из-за высоких температур и необработанных выхлопных газов, что влияет на точность датчика, поскольку показания напряжения могут смещаться из-за изменения состава выхлопных газов.

• лямбда-зонды ниже по потоку менее подвержены влиянию на точность датчика, но медленнее реагируют на динамические изменения и изменения состава смеси.

• Лямбда-регулирование с двумя датчиками сочетает в себе преимущества обоих датчиков, расположенных выше и ниже по потоку.

  Большая точность достигается при двухсенсорном управлении.

  Здесь на описанное двухступенчатое или непрерывное лямбда-регулирование с помощью дополнительного двухступенчатого лямбда-зонда накладывается более медленный контур управления коррекцией.

  Для этого сравнивается напряжение двухступенчатого датчика после каталитического нейтрализатора с заданным значением (например, 600 мВ). На этой основе система управления оценивает отклонения от заданного значения и дополнительно изменяет контролируемое переключение на обогащенную или обедненную смесь первого контура управления двухступенчатого управления или заданное значение регулирования непрерывного действия.

Практический пример с моей BMW M5

• «Добавочные» значения — это аддитивные поправки, основанные на датчиках, расположенных ниже по потоку, как описано в приведенной выше цитате.
• «Мультипликативные» значения — это традиционные значения корректировки топливоподачи, основанные на датчиках, расположенных выше по потоку.