Как проверить катализатор на забитость не снимая при помощи адаптера OBD2
Катализатор (каталитический нейтрализатор) – это часть выхлопной системы всех современных автомобилей. Он устанавливается по экологическим требованиями и снижает количество вредных веществ, содержащихся в выхлопе автомобиля.
Внутри него находятся металлические и керамические соты, покрытые иридиево-платиновым сплавом. После нагрева выхлопными газами он дожигает содержащиеся в них углеводороды, оксиды азота и угарный газ до более безопасных соединений. При этом платина и иридий ускоряют этот процесс.
Почему нужно проверять катализатор
Чистый катализатор никак не влияет на работу двигателя и практически не снижает его мощность. Но забитый катализатор доставляет проблемы, мотор начинает задыхаться, падает мощность, вырастает потребление топлива. При этом он не очищает от загрязнений, а наоборот, в выхлопе содержится повышенная концентрация сажи и других вредных компонентов. Со временем на приборной панели загорится индикатор CHECK, а это уже тревожный знак, сигнализирующий о том, что деталь придется снимать для очистки и, возможно, потребуется его удаление или замена.
Для того, чтобы не попасть в подобную ситуацию, нужно периодически диагностировать состояние катализатора. Это важно делать и при покупке подержанного автомобиля, чтобы в точности оценить его состояние.
Основные принципы диагностики катализатора
В стандартных автомобилях с четырехцилиндровыми рядными бензиновыми моторами применяется два кислородных датчика, которые еще называют лямбд-зонд. Один устанавливается перед катализатором — это верхний или первый, другой за ним, он называется нижний или второй.
Основная задача этих датчиков — определение концентрации кислорода в отработанном выхлопном газе. Данные от первого лямбда-зонда передаются в электронный блок управления, который регулирует подачу топлива для достижения оптимальных параметров топливовоздушной смеси. Если кислород в избытке, он добавляет топлива, если кислорода мало – он ограничивает подачу. Это позволяет двигателю работать в оптимальном режиме.
Второй лямбда-зонд помогает в дополнительной корректировке смеси, он также контролирует процесс дожигания вредных компонентов в катализаторе.
Если весь кислород тратится на дожигание этих веществ, то в второй лямбда-зонд выдает импульс высокого напряжения, сигнализируя, что кислород в выхлопных газах не содержится и катализатор работает нормально. В случае, если второй лямбда-зонд показывает наличие кислорода или, того хуже, работает в том же режиме, что и первый датчик — это означает, что катализатор не справляется со своей основной функцией и ему требуется дополнительная диагностика.
Именно на разнице в показаниях двух лямбда-зондов и базируется самостоятельная диагностика каталитического нейтрализатора.
Проверка катализатора
Наиболее точный метод проверки катализатора – при помощи эндоскопа через лямбда-зонд. В этом случае можно своими глазами увидеть в каком состоянии он находится и что делать с ним дальше. Но для этого придется ехать на СТО, поскольку эндоскоп есть далеко не у всех автовладельцев. Кроме того, существуют другие способы проверки катализатора не снимая его и не требующие сложного оборудования.
Проверка узкополосного датчика кислорода делается при помощи приспособления, которое можно купить в специализированном магазине. Это адаптер OBD2, который подключается непосредственно к диагностическому разъему, после чего передает сигнал на телефон. Понятно, что для систем Android и iOS потребуется разное программное обеспечение.
Перед началом диагностики автомобиль полностью прогревается, желательно даже проехаться на нем в течение нескольких минут. Дело в том, что катализатор начинает эффективно работать при температурах порядка 700 °С, а до этого показания лямбда-зондов ЭБУ просто игнорирует. После прогрева адаптер OBD2 подключается при включенном двигателе, а любая дополнительная нагрузка – печка, кондиционер, фары, отключаются. Для работы понадобится одно из двух приложений TORQUE или Car Scanner Pro, которые можно скачать в интернете. Рассмотрим работу каждого из приложений.
TORQUE
Перед началом работы необходимо создать профиль, что делается очень легко.
При его создании нужно указать основные параметры вашего авто. Например, если нужно проверить катализатор на Киа Рио, вводятся данные этой модели в конкретной модификации.
После нажатия на значок приборной панели необходимо найти пустой экран, после его удерживания появится окно «Добавить прибор», затем таблица, в которой нужно выбрать функцию «График», а в ней первый и второй лямбда-зонд (они могут называться датчиками кислорода или по-английски O2 Bank Sensor). Выбранные датчики подсвечиваются зеленым цветом.
Датчики поочередно выбираются с указанием размера графика «Большой», а на экране появится график работы каждого из датчиков при работающем двигателе. Мотор все это время должен работать на холостых оборотах и не остывать. Графики удобно размещаются на экране и по ним можно анализировать состояние каталитического нейтрализатора.
Работа первого лямбда-зонда должна отображаться в виде синусоиды. Это означает, что ЭБУ постоянно регулирует состав топливовоздушной смеси, то обогащая, то обедняя её для достижения оптимальной мощности при минимальном расходе топлива.
Верхняя часть волны отражает низкое количество кислорода, нижняя – избыточное количество кислорода.
На графике работы второго лямбда-зонда весь кислород должен выгореть и не оставаться в выхлопных газах. При этом на графике должно указываться стабильно высокое напряжение, выше показателя 0,6, в виде прямой линии. Если график гуляет, можно несколько раз нажать на педаль газа и подождать около минуты, при исправном катализаторе картина стабилизируется. Важно, чтобы графики обоих датчиков были масштабированы одинаково.
Если график второго лямбда-зонда нестабилен, а еще хуже, повторяет график первого датчика, с катализатором серьезные проблемы. Это означает, что нужно немедленно отправляться на дополнительную диагностику при помощи эндоскопа.
Car Scanner Pro
Работа с приложением Car Scanner или Car Scanner Pro во многом схожа с TORQUE. Он подключается к адаптеру, при необходимости заполняется профиль по вашему автомобилю. В программе предлагается несколько вариантов вывода данных.
Предпочтительно будет выведение двух графиков работы лямбда-зондов.
Но при работе с Car Scanner часто возникает проблема. Нижний график, который должен быть стабильным, показывает впадины и пики, от которых владелец начинает паниковать. В этом случае нужно внимательно посмотреть на вертикальную ось, как правило, если на графике первого датчика она масштабирована от 0 до 1, то на втором – от 0,8 до 0,9 и на ней отражаются малейшие отклонения данных. Чтобы успокоить себя, нужно во втором графике задать значения от 0 до 1. Для перестройки параметров графика по нему нужно стукнуть пальцем дважды, после чего появится окно для изменения настроек.
Другой способ диагностики на Car Scanner – зайти в мониторинг ЭБУ. Внизу должен полностью загрузиться индикатор в виде полоски. После этого пролистать вниз и найти строку «Контроль катализатора». Если рядом есть надпись «Тест пройден», с ним все нормально. При этом нужно обратить внимание, что минимальное значение 100 %, максимальное значение 655 %, если показатель находится в этих пределах – каталитический нейтрализатор работает нормально.
Применяя недорогой адаптер и одно из двух приложений, можно легко и быстро определить состояние катализатора в автомобиле. Эти методы помогут подтвердить его исправность или укажут на наличие проблемы. И только тогда нужно подключать профессиональную диагностику, необходимую для проведения качественного ремонта.
Видео: Как быстро и легко проверить катализатор автомобиля
Лямбда зонд 1 и 2 отличия и назначение
Лямбда зонд 1 и 2 отличия и назначение
17 октября, 2022 7:26 пп
Что такое лямбда зонд в автомобиле? Для чего нужен этот датчик, сенсор присутствия кислорода в потоке выхлопных газов? Почему этих датчиков два, в чем разница между первым и вторым лямбда зондами?
Подробно и по возможности просто отвечаем на вопросы о лямбда зондах в этой статье.
Содержание статьи:
Лямбда зонд или датчик кислорода — что это такое?
Лямбда зонд в автомобиле — это пьезоэлектрический датчик количества кислорода в потоке газов, поступающих в выхлопную систему.
С введением стандартов экологии ЕВРО у этого вида датчиков появилась дополнительная функция контроля очистки выхлопа каталитическим нейтрализатором. Но так как в выхлопном тракте этих приборов два, у многих возникает закономерный вопрос, для чего нужна эта комбинация.
Для чего измеряется уровень кислорода в выхлопе:
- по содержанию кислорода ЭБУ определяет насыщение топливной смеси воздухом и таким образом контролирует эффективность работы впрыска;
- по содержанию кислорода ЭБУ определяет, насколько эффективно катализатор очищает выхлоп от вредных примесей.
Для получения этой информации используются два зонда — первый или верхний лямбда зонд установлен до катализатора, именно по его активности происходит коррекция топливно-воздушной смеси. Второй или нижний лямбда зонд собирает данные после катализатора. При одинаковом устройстве эти два датчика предоставляют чипу данные, указывающие на протекания разных процессов.
Функции датчиков кислорода 1 и 2 в автомобиле
Кислородный датчик или лямбда зонд 1, он же верхний критически важен для управления работой двигателя.
Оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси составляет 14,7 : 1 (в частях). При работе мотора и топливной системы этот параметр может существенно меняться, что сказывается на производительности мотора и потреблении топлива. При периодическом опросе лямбда зонда 1 ЭБУ получает необходимую для коррекции информацию.
Кислородный датчик или лямбда зонд 2 проверяет, насколько каталитический нейтрализатор очистил выхлоп. При разработке этой системы конструкторы поняли, что анализировать каждый компонент отдельным датчиком будет слишком сложно. Такой метод сделал бы катализационную систему очистки очень дорогой, хотя она и так недешева. Поэтому измерение проводится по кислороду, точнее, по его части в выхлопе. Считается, что именно это указывает на эффективность удаления вредных примесей.
Некоторые особенности устройства и работы лямбда зондов
По принципу работы и устройству оба датчика кислорода достаточно просты — у них есть активная зона, которая при контакте с кислородом меняет свои электрические свойства.
Если на датчик поступает сигнал опроса от ЭБУ, то на выходе напряжение можно зафиксировать. По его величине оценивается, сколько кислорода содержится в выхлопе. Например, сигнал менее 0,5 В на выходе второго лямбда зонда может говорить о потере эффективности катализатора. При сигнале 0,8 — 0,9 В у ЭБУ нет причин поднимать тревогу.
Опрос лямбда зонда 1
Первый лямбда зонд отвечает за более динамичный и тонкий процесс управления впрыском смеси в двигатель. Для оценки эффективности топливной смеси применяется коэффициент L, он же лямбда, он же коэффициент избыточности воздуха. При соотношении 14,7 частей воздуха к 1 части топлива смесь считается оптимальной, а L = 1. Если L>1, например, 1,05 — 1,28, то мощность будет снижаться, но вырастет экономичность работы мотора. При выходе L за пределы 1,3 и выше топливо не воспламеняется, двигатель не работает.
Максимальная мощность бензинового мотора достигается при L в диапазоне 0,85 — 1,1, то есть, недостаток воздуха составляет примерно 5 — 15 %.
Если недостаток довести до показателя 10 — 20 % и удерживать в этом диапазоне значений, то двигатель будет работать в оптимальном соотношении мощности и экономичности, а это соответствует коэффициенту лямбда 0,9 — 1,1.
ЭБУ постоянно опрашивает первый лямбда зонд, но этот опрос должен быть правильно настроен, иначе чип просто запутается в данных и начнет все время корректировать впрыск, что приведет в потере мощности и перерасходу топлива. При частоте опроса примерно раз в 300 — 400 миллисекунд ЭБУ формирует специальные циклы и запоминает оптимальные показатели для разных режимов. Если замерять напряжение осциллографом с хорошей чувствительностью, то на выходе первого лямбда зонда появится синусоида. По ее форме можно оценить правильность работы датчика.
Опрос лямбда зонда 2
Здесь процесс несколько проще, но синусоида очень похожа на описанную выше. Но есть своя тонкость — эффективная работа катализатора начинается только при прогреве его внутренностей хотя бы до 450 градусов.
Пока выхлоп холодный после запуска, ЭБУ получает сигналы о сильном загрязнении, а это может привести к остановке двигателя. Для предотвращения такого эффекта применяют несколько решений:
- в лямбда зонды устанавливают спирали прогрева, чтобы попавшая в них смесь не искажала данные;
- в ЭБУ на этапе выпуска автомобиля зашивают цикл запуска, во время которого сигналы от холодного зонда не регистрируются;
- в ЭБУ зашивают несколько циклов, которые периодически обновляются (по мере работы мотора), и несколько из них отвечают за работу с холодным катализатором.
Современные лямбда зонды сложнее первых моделей — в них работает как минимум два активных контура, чтобы отправлять на ЭБУ минимальный и максимальный уровень сигнала. Это значительно улучшает работу системы. При этом в ЭБУ встраивается отдельный программный компонент для управления нагревательной спиралью датчиков, а в схеме подключения лямбда зондов предусматриваются выводы для питания нагревательного элемента.
Частые вопросы про лямбда зонды в автомобиле
Первый или верхний лямбда зонд можно найти перед катализатором. Он может быть установлен прямо в короб блока сразу после выхлопного коллектора, это зависит от модели автомобиля. Второй или нижний лямбда зонд расположен на самом выходе катализатора, он должен перехватывать поток еще горячих газов и измерять уровень кислорода. При удалении катализатора именно этот датчик следует заменить на обманку или эмулятор, иначе вы получите чек ошибки катализатора и аварийный режим работы двигателя.
Признаки неисправности имеют общий вид неправильной работы двигателя или катализатора. Это нестабильные обороты, потеря мощности, перерасход топлива, чек ошибки на панели. Неисправный датчик можно выявить только при замере напряжения точным прибором (осциллографом) или мотор-тестом при подключении ПК со специальной программой.
Скорее всего ЭБУ выдаст ошибку впрыска. Далее все зависит от модели машины и прошивки — от разбалансировки мощности и расхода до блокировки запуска и аварийного режима.
Чек ошибки катализатора появится в любом случае. А дальше — аварийный режим, блокировка, нестабильность, в дизельной машине возможен режим прожига сажевого фильтра.
Это почти бессмысленно. Нужно проверить тот, что стоит в системе, а мультиметром этого не сделать. Такая замена может ничего не дать, а при нарушении порядка подключения есть вероятность блокировки ЭБУ. Кроме того, датчик должен соответствовать рекомендациям производителя.
Что входит… Использование лямбды в качестве диагностического инструмента
Давайте узнаем больше об этом замечательном инструменте, начнем со значения лямбда. Лямбда представляет собой отношение количества кислорода, фактически присутствующего в камере сгорания, к количеству, которое должно было присутствовать для получения «идеального» сгорания. Таким образом, когда смесь содержит ровно столько кислорода, сколько требуется для сжигания имеющегося количества топлива, соотношение будет один к одному (1:1), а лямбда будет равняться 1,00.
Если смесь содержит слишком много кислорода для количества топлива (бедная смесь), лямбда будет больше 1,00. Если смесь содержит слишком мало кислорода для количества топлива (богатая смесь), лямбда будет меньше 1,00.
Все мы знаем, что для идеального сгорания требуется соотношение воздух/топливо примерно 14,7:1 (по весу) при нормальных условиях. Таким образом, обедненное соотношение воздух/топливо, скажем, 16:1 приведет к значению лямбда 1,088. (Для расчета разделите 16 на 14,7.) Лямбда 0,97 будет означать соотношение воздух/топливо 14,259:1 (полученное путем умножения 0,97 на 14,7).
Вот волшебство: лямбда полностью не изменяется при сгорании. Даже полное сгорание или полное отсутствие сгорания не влияет на лямбда! Это означает, что мы можем брать пробы выхлопных газов в любой точке потока выхлопных газов, не беспокоясь о влиянии каталитического нейтрализатора.
Это механическая проблема? Проблема с зажиганием? Дисбаланс соотношения воздух/топливо? Что эти данные о выбросах пытаются нам сказать? На первый взгляд может показаться, что высокое значение содержания углеводородов (HC) указывает на избыток доступного топлива, однако очень высокое значение содержания кислорода (O2) может заставить нас задуматься, а не наблюдаем ли мы бедные пропуски зажигания.
Относительно низкий показатель угарного газа (CO), по-видимому, исключает богатую смесь, в то время как показания угарного газа (CO2) могут свидетельствовать либо о неработающем каталитическом нейтрализаторе, либо о проблеме механической эффективности двигателя. Может ли лямбда обеспечить «королевскую дорогу» к ответу в этом случае?
Нам нужно глубже проникнуть в тайны лямбды. Постарайтесь не позволить математике запугать вас. Простой калькулятор приведен во врезке «Где найти лямбда» на стр. 50. Основное уравнение для лямбда показано на рис. 1 выше. Давайте разберем это:
Примечание. Показания вашего газоанализатора для углеводородов представлены в частях на миллион (частей на миллион). Это значение необходимо преобразовать в проценты (как используется в уравнении) путем умножения частей на миллион на 0,0001 (перемещение десятичной точки на четыре знака влево).
Ocv = атомное отношение кислорода к углероду в топливе. Это должно быть приблизительно 0, за исключением кислородсодержащего топлива, где оно составляет приблизительно 0,017.
K1 = коэффициент преобразования пламенно-ионизационного обнаружения (FID) в недисперсионный инфракрасный анализатор (NDIR). Для бензина К1 = 6,0.
На рис. 2 на стр. 44 показано уравнение после подстановки наших показаний. Следующий шаг — сделать математику. Просто запомните простые правила, которыми руководствуются все алгебраические выражения: сначала начните с того, что находится внутри скобок, а затем продолжайте. С вложенными круглыми скобками работайте от самого внутреннего. Округление расчетов дает нам результаты, представленные на рис. 3.
В этом случае лямбда указывает на существенно богатую смесь — прямо противоположное тому, что мы могли бы подумать, основываясь только на показаниях отдельных газов. В конце концов, CO, который обычно является индикатором богатого состояния, значительно ниже, чем O2, что является явным признаком обедненного выхлопа. В сочетании с высокими показаниями HC, большинство из нас, вероятно, сочли бы это состоянием пропусков зажигания на обедненной смеси.
На самом деле эти показания были сняты на автомобиле Ford Escort с заземлением одного провода штепсельной вилки. Преобразователю дали ненадолго остыть (в надежде избежать раскаленного расплава), но нагретый кислородный датчик быстро вернулся в замкнутый контур. Дополнительное содержание O2 в потоке выхлопных газов из мертвого цилиндра заставило PCM в ответ дать команду на обогащение смеси.
Следующие показания газа приводят к расчетному значению лямбда 1,07:
Очевидно, что это обедненная смесь, в данном случае вызванная ленивым кислородным датчиком и неисправным проводом свечи зажигания на Volkswagen Jetta 86 года.
Что насчет этого набора показаний?
HC: 330 ppm
CO: 8,49%
CO2: 9,93%
O2: 0,15%
Здесь лямбда была 0,77, что указывает на чрезвычайно богатую смесь. Это образцы выхлопной трубы автомобиля с неисправным (разомкнутым) датчиком температуры охлаждающей жидкости.
Что нам может сказать лямбда-анализ этих показаний выхлопной трубы?
HC: 72 ppm
CO: 0,16 %
CO2: 15,24 %
O2: 0,86 % приемлемый.
Запуск лямбда-выражения
На первый взгляд может показаться, что значение лямбды чрезвычайно ограничено. В конце концов, обычный газовый анализ может сказать нам, работает ли автомобиль на богатой или обедненной смеси, верно? (Если вы все еще так думаете, вернитесь к нашему самому первому примеру, чтобы еще раз взглянуть!) И с OBD II, делающим показания корректировки топлива частью каждого потока данных, есть ли какая-то великая тайна относительно того, какая смесь поступает в сгорание? камера? Давайте рассмотрим каждый из этих вопросов.
Помните, что основной задачей каталитического нейтрализатора является очистка от чрезмерных выбросов углеводородов, угарного газа и оксидов азота (NOX). Преобразователь пытается превратить их все в углекислый газ и воду (h3O). Таким образом, хороший преобразователь может маскировать небольшой дисбаланс смеси, будь то бедная или богатая часть спектра. При постоянном воздействии богатой или обедненной смеси каталитическому нейтрализатору приходится работать интенсивнее, и срок его службы может сократиться.
Увидим ли мы хроническое обогащение или обеднение выхлопных газов? Только если состояние тяжелое, или если смесь уже перегрузила катализатор. Lambda помогает здесь, позволяя нам видеть поступающую смесь, чтобы мы могли определить, является ли она правильной.
Каталитические нейтрализаторы обычно работают эффективно только тогда, когда поступающая смесь находится в пределах примерно 4% от стехиометрии или в диапазоне лямбда от 0,96 до 1,04. Вернемся к нашему последнему примеру выше. При 1,03 лямбда находится в пределах допустимых пределов обедненной смеси. Но если это пограничное состояние бедной смеси сохраняется в течение длительного периода времени, катализатор будет медленно деградировать в результате чрезмерного тепла, которое он выделяет при очистке потока выхлопных газов.
Теперь давайте рассмотрим автомобиль с OBD II. Предположим, мы видим, что долгосрочная корректировка топлива показывает добавление на 25 % больше топлива, чем изначально запрограммировано для наблюдаемых условий эксплуатации (LTFT = +25 %).
Очевидно, что это состояние может быть вызвано многими причинами, в том числе низкой подачей топлива, неисправным датчиком массового расхода воздуха (MAF), большой утечкой вакуума и даже неисправным кислородным датчиком. Может ли лямбда помочь нам сузить круг подозреваемых? Конечно может.
Обратите внимание на датчик O2. Чтобы усложнить ситуацию, предположим, что код датчика O2 отсутствует, но монитор датчика O2 показывает Incomplete. Если лямбда практически равна 1,00, мы можем сразу исключить датчик O2 из рассмотрения. Лямбда будет правильной при этом уровне корректировки подачи топлива только в том случае, если датчик O2, на котором основана корректировка подачи топлива, работает правильно.
Можем ли мы еще больше сузить поле? Если лямбда остается практически равной 1,00 на холостом ходу, частичном дросселе и в крейсерском режиме, но корректировка подачи топлива увеличивается с нагрузкой, мы можем исключить утечку вакуума. Утечка вакуума представляет собой уменьшающийся процент входящего заряда воздуха по мере увеличения частоты вращения двигателя и нагрузки.
Таким образом, мы сосредоточимся на проблеме с подачей топлива или неисправности MAF. Однако, если бы мы обнаружили, что лямбда значительно меньше 1,00, мы бы немедленно заподозрили неисправность датчика O2 — возможно, короткое замыкание на массу.
Упражнения
Давайте применим то, что мы узнали о лямбда-выражении, к следующим примерам. В каждом случае попытайтесь увидеть, какие типы ошибок могут объяснить данные. Ответы и анализы появляются после пяти примеров.
1. Автомобиль OBD I с MAP и EGR показывает LTFT на уровне -15%, с переключением STFT в пределах ±5%. Лямбда составляет 1,05, уровни NOX повышены, но все остальные выхлопные газы находятся в допустимых пределах. Автомобиль не прошел государственные испытания на выбросы выхлопной трубы. Клапан EGR получает вакуум в нужное время во время дорожного испытания. Ручное открытие клапана рециркуляции отработавших газов при 2000 об/мин приводит к тому, что двигатель работает заметно неровно, без пропусков зажигания в конкретном цилиндре.
2. Грузовик OBD II с MAF показывает лямбда 0,96 на холостом ходу и 1,03 на крейсерском режиме. Общая корректировка подачи топлива (LTFT + STFT) на холостом ходу составляет 12%, а общая корректировка подачи топлива в крейсерском режиме составляет 9%. Жалоба клиента — нерешительность при ускорении. Подача топлива достаточная. Временное отключение EGR не дает улучшения. Предыдущий магазин очистил коды, и все мониторы неполные.
3. Автомобиль OBD II с MAP и EGR работает немного неровно на холостом ходу, с несколько повышенным значением IAC. Лямбда 0,99. На круизе шероховатость проясняется, лямбда увеличивается до 1,00. Показания IAC в круизе соответствуют норме.
4. Несмотря на то, что значение лямбда составляет 0,99, грузовик с MAF показывает неприемлемо повышенные показания выхлопной трубы HC и CO, снятые в условиях холостого хода под нагрузкой сразу после продолжительного движения по шоссе.
Анализ и ответы
1. Клапан рециркуляции отработавших газов работает нормально, но, как показывает высокое значение лямбда, этот автомобиль работает на обедненной смеси.
PCM вычитает топливо (LTFT отрицательный), но только до точки (переключение STFT). Ошибка должна быть в датчике O2. Он имеет положительное смещение, возможно, из-за частичного короткого замыкания между линией датчика и питанием нагревателя. Катализатор еще в порядке? Если показания NOX менее чем в два раза превышают предельное значение, и если это состояние еще не повредило слой NOX, преобразователь сможет адекватно компенсировать это, как только он начнет получать правильную исходную смесь. Тем не менее, клиент должен быть предупрежден о том, что после замены датчика O2 потребуются дополнительные испытания для оценки состояния преобразователя.
2. Что заставляет этот автомобиль работать богато на холостом ходу и обедняться на крейсерском режиме? Мы знаем, что проблем с подачей топлива нет, и мы устранили EGR. Проблема, скорее всего, не в грязных форсунках, поскольку регулировка подачи топлива не согласуется между диапазонами скорости и нагрузки. Это не может быть утечка вакуума, поскольку реакция корректировки подачи топлива противоположна ожидаемой.
У этого грузовика загрязненный MAF. MAF завышает поток воздуха на холостом ходу и занижает его в крейсерском режиме, двойной удар! Разные производители разработали разные стратегии взвешивания данных после очистки кода. Некоторые могут по умолчанию установить максимальное добавление топлива до +25%, в то время как другие могут вернуться к нулевой коррекции. Даже метод, используемый для очистки кодов — скажем, KOER против KOEO — может изменить результирующую стратегию повторного обучения. В этом случае номера топливной коррекции являются недавно очищенным ответом PCM на хороший датчик O2. Но, поскольку мониторы O2 неполны, PCM еще не доверяет им настолько, чтобы достичь правильного значения корректировки подачи топлива.
3. Счетчики IAC являются важной подсказкой. В сочетании с показаниями лямбда они указывают на то, что двигатель компенсирует низкий холостой ход, вызванный небольшой утечкой вакуума. Наиболее вероятным виновником здесь является утечка EGR. (Лямбда показывает богатую реакцию на пониженное абсолютное давление в коллекторе.
Нормальная вакуумная утечка наружного воздуха привела бы к более низким значениям IAC, а не к более высоким.)
4. Смесь находится в пределах 1% от стехиометрии. Предыдущий круиз, должно быть, нагрел преобразователь. Что осталось, кроме плохого преобразователя?
The Critical Link
Современные системы управления подачей топлива обычно работают в диапазоне λ = 1 ± 0,01 в установившихся условиях. Но так же, как вам пришлось потратить время на сбор библиотеки заведомо исправных осциллограмм, прежде чем вы действительно сможете извлечь пользу из использования осциллографа, вам нужно будет потратить некоторое время на тестирование заведомо исправных автомобилей в различных воспроизводимых и диагностически значимых условиях вождения. чтобы действительно извлечь выгоду из лямбда-анализа.
Например, некоторые модели Honda, оснащенные датчиками обедненной смеси воздуха/топлива, обычно работают с предельно обедненными лямбда-диапазонами, превышающими 1,63, в крейсерских условиях шоссе.
Тюнеры могут пожелать знать, что максимальная мощность обычно достигается при значении лямбда примерно 0,85 в условиях полной нагрузки. Разработка библиотеки известных значений лямбда станет еще более важной с появлением систем прямого впрыска бензина (GDI). Поскольку в системах GDI используется послойный заряд и переменное время впрыска (а также более известная переменная продолжительность впрыска), нормальные значения лямбда для этих систем могут приближаться к 2,0 при некоторых условиях. Поскольку широкодиапазонные датчики воздуха/топлива (WRAF) становятся все более распространенными, ожидайте, что значения лямбда примут еще более широкий диапазон.
Заключение
Несмотря на то, что пропуски зажигания могут сочетаться с нормальной работой обратной связи (замкнутый контур), создавая нелогичное богатое состояние, лямбда-анализ остается мощным диагностическим инструментом. Регулярное использование лямбда может быстро сузить ваш диагностический центр для многих жалоб на управляемость, устраняя проблемы со смесью всего за несколько минут.
Лямбда-анализ может быстрее, чем другие методы, выявить неисправности датчика кислорода, такие как смещение датчиков. Лямбда-анализ в сочетании с анализом корректировки подачи топлива часто может быстро выявить загрязненные или неисправные датчики массового расхода воздуха. А лямбда-анализ в сочетании с обычными показаниями выхлопных газов может окончательно определить неисправные каталитические нейтрализаторы за считанные секунды.
Скачать PDF
Диагностика кодов неисправности P0420 или P0430 – UnderhoodService
Хотя современная технология OBD II упростила диагностику каталитического нейтрализатора, все же важно понимать основы работы каталитического нейтрализатора при работе с диагностическим кодом неисправности (DTC) P0420 или P0430. . Коды DTC P0420/P0430 указывают на то, что эффективность каталитического нейтрализатора ниже заданного порога на ряду цилиндров 1 и 2 соответственно. В следующем тексте я рассмотрю основы химии каталитических нейтрализаторов и подытожу, как можно диагностировать распространенные неисправности каталитических нейтрализаторов.
ЛЯМБДА НОМЕРА
Понимание лямбда важно, потому что каталитический нейтрализатор не создает и не разрушает атомы. Вместо этого он просто меняет способ сборки атомов в химические соединения. Термин «лямбда» представляет собой стехиометрическое или химически правильное соотношение воздух/топливо (a/f), равное 14,7 единиц веса «чистого» бензина на 1,0 единицу веса воздуха. Каталитические нейтрализаторы работают наиболее эффективно в Lambda, потому что весь бензин и воздух, поступающие в двигатель, теоретически могут быть окислены до водяного пара и углекислого газа.
Лямбда определяется путем деления текущего отношения a/f на 14,7. Таким образом, «богатое» соотношение воздуха и смеси 12:1 дает лямбда-число 0,82, когда 12,0 делится на 14,7. «Скудное» соотношение 16:1 дает лямбда 1,09, когда 16,0 делится на 14,7.
Лямбда поддерживается современными системами управления подачей топлива с замкнутым контуром, использующими датчик кислорода (O2) или датчик соотношения воздух/топливо (AFR) выше по потоку для измерения содержания кислорода в подаваемых газах, поступающих в каталитический нейтрализатор.
Модуль управления трансмиссией (PCM) использует эти данные для регулирования соотношения воздух-топливо путем изменения времени открытия топливной форсунки. Помните, что ложное число лямбда может быть получено, если перед верхним кислородным датчиком имеется утечка выхлопных газов.
ПИТАТЕЛЬНЫЕ ГАЗЫ
В процессе горения атомы HC и N2 окисляются путем связывания с атомами O2. Химические символы «H» и «C» указывают на то, что водород и углерод существуют в своих естественных состояниях как отдельные атомы, а «O2» и «N2» существуют в своих естественных состояниях как два атома, связанных вместе. Образующиеся в результате сочетания HC, CO, NOx, CO2 и O2, поступающие в каталитический нейтрализатор, называются «сырьевыми» газами, которые являются источником загрязнения атмосферы.
КАТАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Функцией современного трехкомпонентного каталитического нейтрализатора является преобразование различных соединений HC, O2 и N2 в более экологически безопасные газы.
Например, бензин представляет собой сложное углеводородное соединение, в котором атомы водорода (Н) связаны в различных формах с атомами углерода (С). Когда в пределах камеры сгорания окисляется смесь воздуха с соотношением 14,7:1, теоретически продуктом выхлопа должен быть чистый углекислый газ (CO2), водяной пар (h3O) и азот (N2).
В действительности микроскопические слои топлива (ТВ), соприкасающиеся с поверхностями камеры сгорания, остаются несгоревшими. Окись углерода (CO) обычно образуется, когда доступного количества кислорода недостаточно для полного окисления углерода и кислорода до CO2. Угарный газ также может быть вызван неравномерным распределением топлива в камере сгорания.
Двигатель производит выбросы оксидов азота, потому что наша атмосфера примерно на 78% состоит из азота. При высоких давлениях и температурах процесса горения обычно химически инертный газообразный азот связывается с кислородом с образованием оксидов азота или NOx.
КОНСТРУКЦИЯ ТРЕХКОМПОНЕНТНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА
Хотя конструкция может различаться в зависимости от применения двигателя, обычный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор содержит ступени восстановления и окисления.
Чтобы создать максимальную площадь поверхности, каждая ступень обычно представляет собой сотовую подложку из керамики или нержавеющей стали, покрытую шероховатым слоем кремнезема и оксида алюминия. Обе ступени конвертера покрыты катализаторами из драгоценных металлов, которые ускоряют химические реакции, не расходуясь сами по себе.Катализатор восстановления обычно включает платину, родий и церий. Церий накапливает избыток кислорода в периоды «бедной» работы, который впоследствии можно использовать для окисления HC и CO в периоды «богатой» работы. Катализатор окисления обычно покрывают платиной и палладием. В ходе этих одновременных химических процессов катализаторы — платина, родий, палладий и церий — остаются неизменными.
На стадии восстановления молекулы оксида азота (2NOx) расщепляются на составные части O2 и N2. На стадии окисления часть кислорода, образующегося на стадии восстановления, используется для превращения летального CO в нетоксичный CO2 путем добавления атома кислорода.
Точно так же на стадии окисления углеводороды окисляются путем добавления двух атомов Н к одному атому О, в результате чего образуется водяной пар (h3O).
МОНИТОР КАТАЛИЗАТОРА
Все системы контроля выбросов OBD II для легковых автомобилей и легких грузовиков, выпускаемые с 1996 года, проверяют эффективность каталитического нейтрализатора, запуская тест катализатора или «монитор». Монитор катализатора не является непрерывным монитором, что означает, что монитор запускается только один раз в течение любого отдельного цикла прогрева.
Монитор «кошка» должен соответствовать набору условий вождения для конкретного приложения, называемых «критериями включения», прежде чем он сможет работать. Критерии включения продукта Honda могут включать неустановленные коды DTC P0137, P0138 и P0141, запуск холодного двигателя и его работу в замкнутом цикле со скоростью автомобиля 40–55 миль в час в течение двух минут, после чего следует период замедления до 35 миль в час при закрытая дроссельная заслонка.
См. фото 2 .
Большинство профессиональных инструментов сканирования показывают, когда кошачий монитор готов. Когда монитор кота запускается, PCM выполняет математический анализ разницы между входными данными датчика кислорода выше и ниже по потоку, чтобы определить эффективность преобразователя. Математическая формула также предназначена для фильтрации «ложных» данных. Когда эффективность падает ниже заданного порога, P0420 сохраняется в диагностической памяти PCM и включается индикатор неисправности (MIL).
РЕЗЮМЕ ДИАГНОСТИКИ
Каталитические нейтрализаторы могут выйти из строя из-за физического повреждения, нормальной деградации, загрязнения, перегрева, внутреннего распада и ограничения в субстрате. Очевидной причиной сохранения DTC P0420/0430 в диагностической памяти должно быть физическое повреждение. Нормальная деградация или износ, с другой стороны, широко варьируются в зависимости от паспортных табличек и областей применения.
Современные преобразователи оригинального оборудования, на которые распространяется гарантия EPA, рассчитаны на срок службы не менее восьми лет или 80 000 миль, в зависимости от того, что наступит раньше. Эта гарантия была продлена до 10 лет и 100 000 миль в некоторых штатах, таких как Калифорния.
Преобразователи, неисправные с кодом DTC P0420/0430 в соответствии с этой гарантией, должны быть направлены авторизованному дилеру OE для замены по гарантии. Несмотря на то, что преобразователи оригинального оборудования изнашиваются, они, как правило, рассчитаны на срок службы, превышающий обычный гарантийный срок Агентства по охране окружающей среды. Преобразователи послепродажного обслуживания имеют значительно более короткий гарантийный срок и, как правило, не соответствуют стандарту «8/80».
Перед заменой преобразователя, в котором хранится код DTC P0420/0430, всегда проверяйте TSB, чтобы убедиться, что загрузка новых калибровок пороговых значений в PCM не может решить проблему.
После замены преобразователя обязательно соблюдайте федеральные и государственные правила в отношении документации, хранения и утилизации старого устройства.
Несмотря на то, что загрязнение свинцом, серой, кремнием, цинком и фосфором ускоряет процесс разложения, в современных автомобилях существует очень мало этих материалов. Например, этилсвинец содержится только в гоночном бензине. Хотя сера может содержаться в некоторых видах топлива, она в конечном итоге сгорает, когда конвертер нагревается до высоких температур. Кремний, обнаруженный в обычной грязи, может в некоторой степени загрязнять бензин. Использование неодобренных силиконовых герметиков для прокладок обычно приводит к загрязнению силиконом. Хотя производство масел, содержащих фосфор, было прекращено, фосфор все еще можно найти в некоторых моторных маслах, предназначенных для гоночных двигателей с плоскими толкателями. Тем не менее перед заменой нейтрализатора двигатель следует проверить на избыточный расход охлаждающей жидкости или жидкости, чтобы предотвратить возможное загрязнение нового нейтрализатора.
Термическое повреждение или повреждение от перегрева происходит, когда из-за пропуска зажигания в цилиндре в нейтрализатор поступает чрезмерное количество несгоревшего кислорода и бензина. Как правило, катализатор начинает функционировать при 550°F и начинает терять эффективность при 1800°F. При температурах, приближающихся к 2500°F, подложка плавится. В то время как многие новые автомобили отключают топливную форсунку в цилиндре с пропусками зажигания, чтобы предотвратить перегрев катализатора, другие могут этого не делать. См. Фото 3 .
В этих случаях имеет смысл заменить свечи зажигания, провода, катушки и другие детали зажигания в качестве превентивной меры, если субстрат катализатора расплавился или если диагностическая память PCM содержит какие-либо текущие коды пропусков зажигания серии P0300 или зарегистрированы пропуски зажигания. в истории пропусков зажигания.
Внутреннее разрушение можно проверить, слегка постукивая по корпусу преобразователя резиновым молотком.
Если преобразователь дребезжит, это означает, что изоляция подложки от корпуса преобразователя ослабла, или, возможно, разрушается сама подложка. См. Фото 4.
Ограничение выхлопа часто происходит, если субстрат загрязнен или начинает разрушаться. Ограничение может стать настолько серьезным, что двигатель заглохнет, или настолько слабым, что водитель едва заметит потерю мощности при ускорении. Помните также, что преобразователь с ограниченным доступом не может сохранять DTC P0420/0430.
В то время как другие методы проверки эффективны, наиболее точным испытанием противодавления выхлопных газов является размещение адаптера в входном отверстии датчика кислорода и присоединение манометра низкого давления с пропускной способностью не менее 15 фунтов на квадратный дюйм. На холостом ходу давление должно быть меньше 1 psi. Во время испытания с мгновенным открытием давление обычно не должно превышать 4 фунта на квадратный дюйм. Хотя иногда бывает сложно диагностировать коды DTC P0420/0430, вы обнаружите, что с меньшим количеством возвратов и большей прибыльностью, если вы помните основы диагностики каталитического нейтрализатора.