Что такое лямбда-зонд

Продолжаем тему двигателя Октавии 1,8 л — 118 кВт — TFSI. В статье описание лямбда-зонд, для чего он предназначен и наглядная иллюстрация лямбда-зонд G-39.

Лямбда-зонд или еще его называют (датчик кислорода), предназначен для измерения содержания кислорода в отработавших газах.

Лямбда-зонд входит в систему регулирования, центральной частью которой является блок управления двигателя, следящую за оптимальным соотношением воздуха и топлива в топливовоздушной смеси. Это позволяет снизить в отработавших газах содержание вредных веществ, являющихся продуктами неполного сгорания топлива.

Лямбда-зонд G39

Новым в системе управления двигателя MED 17.5 является отказ от широкополосного лямбда-зонда. В двигателе 1,8 л TFSI устанавливается лишь обычный лямбда’зонд (с дискретной характеристикой) между пред катализатором и основным катализатором.
Функцию широкополосного лямбда-зонда моделирует блок управления двигателя на основе заложенной в его память характеристики. Двигатель поддерживает рабочую смесь во всех режимах работы за исключением холодного старта на лямбда=1.

Нагревательный элемент лямбда-зонда Z19 обеспечивает быстрое достижение лямбда-зондом рабочей температуры.

Датчики и исполнительные механизмы

Расходомер воздуха G70

Блок управления получает оцифрованный частотно-модулированный сигнал. После обработки сигнала блок управления двигателя сравнивает полученное значение частоты с сохранённой в его памяти характеристикой и получает, таким образом, величину расхода воздуха. Значение частоты может изменяться от 1200 Гц для расхода воздуха 4 кг/ч до 3900 Гц для расхода воздуха 640 кг/ч.

В случае выхода из строя

При неполучении сигнала расходомера воздуха блок управления двигателя использует для расчётов сигнал датчика угла положения привода дроссельной заслонки G187 и G188.

Датчик температуры воздуха на впуске G299

В расходомер воздуха G70 двигателя 1,8 л TFSI встроен датчик температуры воздуха на впуске G299. Датчик состоит из терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и электронной схемы, преобразующей аналоговый сигнал чувствительного элемента в цифровой. Этот датчик информирует блок управления двигателя о температуре воздуха на впуске, чтобы он мог рассчитать количество поступающего в цилиндры воздуха.

В случае выхода из строя

При неполучении сигнала датчика блок управления двигателя исходит из значения температуры, сохранённого во время последнего ездового цикла. При этом из соображений безопасности вентиляторы включаются в режим максимальной скорости.

Датчик положения заслонок впускных каналов (потенциометр) G336

Установлен на вале заслонок впускных каналов со стороны привода ГРМ.

Потенциометр сообщает только о двух состояниях заслонок, открыты или закрыты, т. к. данные о промежуточных положениях блоку управления не требуются.

Блок управления анализирует сигнал потенциометра, для того чтобы распознать текущее состояние заслонок впускных каналов.

В случае выхода из строя

В случае неполучения сигнала от потенциометра блок управления двигателя прекращает управление электромагнитным клапаном заслонок N316 и оставляет, тем самым, заслонки в исходном положении, т. е. закрытыми.

Форсунки N30 – N33

Форсунки двигателя 1,8 л TFSI имеют распылители с шестью отверстиями и впрыскивают топливо шестью коническими факелами под углом 50° (на двигателе EA113 2,0 л TFSI распылитель имеет только одно отверстие, факел впрыска расположен под углом 10°).

Новая конструкция распылителя обеспечивает лучшее смесеобразование в камере сгорания. За счёт неё уменьшается выброс не сгоревших углеводородов, образование сажи и разжижение масла. Кроме того, уменьшается склонность двигателя к детонации.

Как и на предыдущих модификациях двигателей с непосредственным впрыском, форсунки могут обеспечивать двойное впрыскивание в фазах впуска и сжатия для того, чтобы катализатор мог быстрее выйти на рабочую температуру.

Электрическое управление форсунками осталось без изменений, для этого по’прежнему используется напряжение 65 В.
Для удержания иглы форсунки в поднятом положении (после её подъёма) достаточно импульсного управляющего сигнала примерно 15 В.

В случае выхода из строя

При выходе форсунки из строя блок управления распознаёт неисправность по пропуску воспламенения и прекращает подачу управляющих сигналов на форсунку.

В двигателе BZB шесть отверстий в распылителе расположены с эксцентриситетом, при этом углы впрыскивания для каждого из отверстий несколько различаются.

Клапан заслонок впускных каналов N316

Установлен на впускном коллекторе. Как только блок управления двигателя регистрирует обороты выше 3000 об/мин (сигнал датчика оборотов G28), на клапан подаётся управляющий сигнал по минусовому проводу.

В случае выхода из строя

При выходе клапана из строя заслонки впускных каналов остаются в исходном (закрытом) положении, что взывает заметную потерю мощности при оборотах выше 3000 об/мин.

Регулятор давления топлива N276

Блок управления двигателя может задействовать электромагнитный регулятор N276 в любой момент во время рабочего хода плунжера. Длительность задействования минимальна и всегда остаётся постоянной (< 10 мс), обеспечивая незначительное потребление электроэнергии. Блок управления двигателя управляет регулятором по минусовому проводу (масса). Чем раньше подаётся управляющий сигнал, тем дольше длится полезная фаза рабочего хода плунжера, и тем на большую величину увеличивается давление в топливной рампе. При превышении предельного давления 200 бар открывается предохранительный клапан и давление уменьшается. В случае выхода из строя

В случае выхода регулятора из строя давление в топливной рампе равно давлению в топливном контуре низкого давления. Это ведёт к переобеднению рабочей смеси и сбоям в работе двигателя.

Замыкание провода управляющего сигнала на минус или подача на регулятор постоянного напряжения в течение более чем 1 секунды ведёт к неустранимому повреждению регулятора.

Система управления N276

Рисунки иллюстрируют схему работы системы регулирования давления ТНВД. Они показывают ход полного цикла для одного кулачка (один цикл плунжера). За один оборот распредвала этот цикл повторяется четыре раза. Графики внизу показывают перемещение плунжера и управляющий сигнал электромагнитного регулятора давления N276.

Электромагнитный регулятор N276 регулирует высокое давление, управляя количеством перекачиваемого ТНВД топлива (цикловой подачей). В качестве параметра регулирования высокого давления блок управления двигателя использует сигнал датчика давления топлива G247 в топливной рампе.

Рис. 1
— Плунжер насоса опускается, топливо перетекает из контура низкого давления в надплунжерное пространство.
— Сигнал на N276 не подаётся.
-Впускной клапан (вход) открыт, т. к. усилие закрывающей пружины меньше силы давления топлива, перекачиваемого электрическим топливным насосом G6 (меньше 6 бар). При этом давление в надплунжерном пространстве (Pc) ниже давления в контуре низкого давления (Pb).
— Выпускной клапан (выход) закрыт.

Рис. 2
— Плунжер движется вверх (рабочий ход).
— Сигнал на N276 не подаётся.
— Выпускной клапан стремится закрыться, т. к. давление в надплунжерном пространстве (Pc) увеличивается и превышает давление в контуре низкого давления (Pb).

Однако регулятор N276 удерживает его слегка открытым, так что какое’то количество топлива может перетекать в контур низкого давления. Хотя давление в надплунжерном пространстве (Pc) при этом повышается, но отток топлива через входной клапан не даёт ему превысить давление в контуре высокого давления (Pa), так что выпускной клапан
(выход) остаётся закрытым.

Рис. 3
— Плунжер движется вверх (рабочий ход).
— БУ двигателя подаёт короткий управляющий импульс на регулятор N276.
— Шток регулятора N276 вдвигается и впускной клапан (вход) закрывается.
— Т. к. плунжер продолжает двигаться вверх, давление в надплунжерном пространстве сразу же возрастает.
— Как только давление в надплунжерном пространстве превысит давление в контуре высокого давления, открывается выпускной клапан (выход), и топливо начинает перетекать в топливную рампу, увеличивая давление в ней.

Рис. 4
— Плунжер движется вверх (рабочий ход).
— Топливо перетекает в топливную рампу до тех пор, пока плунжер не начнёт двигаться вниз.
— Сигнал на N276 не подаётся.
— Впускной клапан (вход) остаётся закрытым до тех пор, пока в ходе движения плунжера вниз давление в надплунжерном пространстве не уменьшится настолько, что сила давления топлива станет больше усилия пружины N276.
— Выпускной клапан (выход) остаётся открытым до тех пор, пока в ходе движения плунжера вниз давление в надплунжерном пространстве не станет меньше давления в топливной рампе.
— После этого происходит впрыскивание топлива.