"Защо колата ми забива муцуната при рязко подаване на г

[disc]

"Защо колата ми забива муцуната при рязко подаване на газ?"

Този въпрос си го задавах в продължение на няколко години (от как си купих Форд ) и мисля, че стигах до корена на проблема (поне обяснението което имам е правдоподобно за мен!).

"Забиването" на муцината се наблюдава при почти всички Фордови инжекционни двигатели, без оглед на брой клапани, дали са с верига или ремък, моно- или мултиинжекционни, "по-млади" или в "предпенсионна възраст". Ключовият фактор според мен е това, че двигателя е инжекционен!

Ето и теоретичната обосновка:

В съвремените инжекционни системи се прилагат основно 2 стратегии за управление на двигателя, като различията са основно по отношение на начина на измерването на натоварването на двигателя:

1. Alpha-N - при този метод натоварването на двигател се изчислява косвено. Ползва се датчик за положение на дроселовата клапа (TPS) като основен датчик. Въз основа на показанията му, както и от показанията за скоростта на двигателя (RPM), от предварително заложена таблица се определя нужното количество гориво, което трябва да бъде впръскано в двигателя, така че да се получи оптималната гориво-въздушна смес при дадено работно състояние на двигателя.

2. Speed-density - при този метод се ползва датчик за измерване на постъпилият въздух във двигателя (МАР, MAF и други). Въз основа на показанията му, както и от показанията за скоростта на двигателя (RPM), от предварително заложена таблица се определя нужното количество гориво, което трябва да бъде впръскано в двигателя, така че да се получи оптималната гориво-въздушна смес при дадено работно състояние на двигателя. При този тип стратегия на управлние също се ползва датчик за положение на дроселовата клапа (TPS), но той не е водещ! Към ролята на този датчик ще се върна отново по-късно!

(Във двигателите на Форд се употребва ИЗКЛЮЧИТЕЛНО втората стратегия!)

И в двата варианта разбира се има и коригиращи фактори - температурата на двигателя и температурата на постъпващият въздух, показанията на Ламбда сондата (и други!). Ето няколко стратегии за корекция:

1. Например, ако двигателя е студен (компютъра разбира за това от показанията на датчика за температура на двигателя), за първоначално стартиране и работа до достигане на работна температура, гориво-въздушната смес трябва да бъде "по-богата" от заложената в таблицата за управление на двигателя.
Какво се има предвид под "по-богата"? Идеалната горивна смес за бензинови двигатели е в съотношение 14,7:1 (т.е. 14,7 единици въздух смесени със 1 единица гориво), и смес в съотношение да кажем 13:1 е по-богата, а смес 17:1 е бедна;

2. Нека да приведа и друг пример. Двигателя е достигнал работна температура, но температурата на околната среда е ниска, постъпващият въздух е студен (компютъра разбира за това от датчика за температура на въздуха) и съответно количеството кислород в него е повече (от колкото във топлият въздух). След като съдържанието на кислород е по-голямо, то следва да се направи корекция (въз основа на показанията на датчика за температура на постъпващият въздух) на количеството впръскано гориво за да се постигне отново оптималното съотношението на гориво-въздух.

И в двата примера по-горе, за резултатите от така направените корекции, компютъра разбира посредством показанията на Ламбда сондата. Ето пример за корекцията според Ламбда сонда. Този датчик следи за нивото на кислород във изгорелите газове. Колкото повече е кислорода, толкова сместта е по-богата, защото впръсканото гориво е в повече от нужното, неможе да изгори и да се усвои всичкият наличен кислород, в следствие на което от двигателя излиза не употребен кислород, който Лабда сондата отчита. Щом сместта стане по-богата от нужното (колко е нужното е отбелязано във табличка разбира се, някъде в компютъра), компютъра разбира за това от Ламбда сондата и намаля поетапно количеството впръскано гориво докато се достигне момент в който съотношението гориво-въздух е точно такова, че двигател да работи възможно най-ефективно във текущото работно състояние.
Но как реално сместта се обогатява или обеднява? За да се впръска дадено количество гориво през инжектора/инжекторите е нужно инжектора/инжекторите да се отворят и да останат отворени определено време. Това време се нарича широчина на импулса (защото инжекторите се отварят и затварят с импулси, те не стоят постоянно отворени!). Колкото повече стои отворен инжектора, толкова повече гориво ще премине през него -> ще постъпи в двигателя -> сместта ще стане по-богата.


До тук приведох няколко примера за следене и корекция на горивовъздушната смес, който се употребяват във съвременните инжекционни системи. Няма да се впускам в подробности относно работата да кажем на датчиците за детонация и принципа на освобождаване на натрупаните бензинови пари във съда за събирането им (Fuel canister), защото във всички случаи това ще са принципни положения. Всеки производител залага свои алгоритми, след редица тестове във лаборатории.

Инжекционните системи несъмнено копират работата на карбураторната система, но имат възможността за много по-гъвкаво управление на горивният процес. Като част от управлението на двигателя е така нареченото "обогатяване при ускорение", което при карбуратора се осъществява от ускорителната помпа. Това обогатване се употребява при рязко подаване на газ, за да може да се удовлетвори нуждата на двигателя от допълнително гориво за да ускори работата си. Натурално-аспирирните двигатели се нуждат от ~13:1 смес при ускоряване и при максимално натоварване!

И ето тук достигам до момента, който е и причината за всичките писания по-горе.

Ще се опитам да представя ситуацията възможно най-реалистично, като за това ще се наложи да приведа няколко напълно реалистични данни и общо взето може да прозвучи доста объркващо и техническо, но по-горе приведените примери за управление и корекция ще помогнат на нетолкова добре запознатите да разберат какво точно се случва при рязко подаване на газ ( и какво всъщност не се случва при техните автомобили в резултата на което колата "забива муцуната").


Отварянето на дроселовата клапа се следи от датчика за положение на дроселовата клапа (TPS) и така компютъра разбира колко е отворена клапата, както и колко бързо се отваря тя! Датчика представлява потенциометър, през който минават 5V. Ако клапата е отворена на 50%, то напрежението след датчика (постъпващо в компютъра) е 2,5V. В зависимост от това колко бързо клапата се е отворила от 0% до 50%, данните постъпващи към компютъра от този датчик се отчитат в V/sec. По този начин компютъра разбира колко бързо се отваря клапата, иначе казано - дали подавате рязко газ. Обогатяването при ускоряване е с продължителност в зависимост от текущото натоварване на двигателя - ако колата се движи с ниска скорост, обогатването е за по-дълъг прериод, както и обратното - при по-висока скорост, за по-кратък период (и в двата случая не-повече 2-3 сек., освен в случаите на ускоряване при недозагрял двигател, когато периода може да достигне до 4-5 сек.)


Двигателя е достигнал нормална работна температура (не се налага корекция спрямо температурата на двигателя), температурата на околната среда е сравнително постоянна (не се налага корекция спрямо температурата на въздуха), колата се движи с равномерана скорост от 40 км/ч при 2500 RPM (оборота в минута), дроселовата клапа е отворена на 20%, широчината на импулса към инжекторите е 2,5 ms (милисекунди!). Поради това, че колата се движи с равномерна скорост, не след дълго (в рамките на 1-2 сек. максимално!) компютъра определя нужното количество гориво за оптимална работа на двигателя, изразено в широчината на импулса към инжекторите. Съотношението гориво въздух е коригирано до приблизително 15,5:1 (да, по-бедна е от идеалната, но това се прави с цел икономия на гориво).
Нашата хипотетична кола се движи така вече в продължение на 1 км., никой от коригиращите фактори не се е променил, което значи, че и широчината на импулса остава същият - 2,5 ms. В един момент водача на автомобила решава да ускори за да изпревари по-бавно движещ се автомобил. Рязко се подава газ -> доресовата клапа се отваря до 100% -> промяната на показанията от TPS-a се изразяват като 40V/sec., при напълно отворена дроселова клапа се спират корекциите по температура и показания на ламбда сондата! При такава стойност на скоростта на отваряне на дроселовата клапа в съответната таблица е описано, че върху текущата основната ширина на импулса (2,5 ms) трябва да се добави още 2 ms, общо 4,5 ms. -> съотношението гориво въздух се покачва до нужните 13:1, повишеното количество гориво се смесва със повишеното количество въздух (отчетен от МАР или MAF) постъпил в резултат на отварянето на дроселовата клапа, двигателя рязко повишава оборотите си и колата се ускорява. Това състояние (13:1) се запaзва докато не приключи ускоряването (докато не се отпусне педала на газта напълно или до по-малка стойност от 100%). Веднъж приключило ускоряването, компютъра взима под внимание текущите стойности на датчците (RPM, MAP, темпеаратури, TPS, Ламбда) и отново пресмята нужното количество гориво (широчина на импулса, съотношение гориво-въздух) въз основа на предварително заложената таблица.

Това е нормалният алгоритъм за обогатяване при ускоряване. Погрешни показания на кой да е датчик, водят до погрешни изчисления и съответно погрешно калкулирано ДОПЪЛНИТЕЛНО количество гориво, нужно за обогатяване при ускорение. Дали сместта е по-бедна или по-богата от нужната за ускоряване, почти няма значение, защото резултата е един и същ -> лош отклик на двигателя -> "забиване на муцуната".

Това е принципа на работа, но къде във цялата верига се получава пробойна, причина за неправиното фунциониране на обогатване при ускорение все още не мога да си обесня. И поради факта, че вече не ползвам стандартната Форд електроника за управляние на работата на двигателя, съм се отказал и да търся виновника.

Надвам се обяснението да е полезно, дори и като суха информация. А ако някой извлече полза и намери точната причина, моля нека сподели опит!

Не претендирам за абсолютна точност на приведените примери!

[HACKO]

До голяма степен си мисля, че причинител на проблема може да е регулатора на налягането преди дюзата(моноинджекция). Това налягане влияе за количеството гориво кето се впръсква за определено време. Компютъра знае за колко време да отвори дюзата, така че при определено налягане да впръска нужното количество гориво, обаче ако налягането е по-ниско горивото е по-малко и д-ля заглъхва. При леко връщане на педала компютъра включва ламбдата и останалите датчици изчислява съотношението, установява грешката и прави корекция (тогава колата се "изстрелва"). Тъй като допуска в налягането е много малък не смея да пипам регулатора без манометър затова не мога да проверя теорията си практически. Проблема е че за да се сложи манометър той трябва да се включи посредством преходник наподобяващ дюзата на моноинджекцията.

[diesel1.6]

няма ли една съществена грешка в тези разсъждения? "обогатяване" при карбураторите се прави защото се налага за ради начина на дозиране на горивото - чрез разреждането, създавано от скоростта на потока въздугх през дифузьора... а всъщност не е обогатяване, а предотвратяване на обедняването. според мене конструкторите на двигатели бягат от богати смеси като дявол от тамян .
не вярвам да се търси умишлено обогатяване точно при инжекционите, и то такива с ламбда сонда. по-вероятна причина за заглъхването са наслагващи се неисправности.

[T punchev]

Аз обаче съм забелязъл това явление и при други инжекционни двигатели( рено и шкода) на служебната шкода Октавия го има същото явление,при подаване на газ за секунда,или по малко се чува едно засмукване на въздух(естествено го чувам когато съм пред двигателя) а когато съм в колата се чува избучаване! и веднага след това се изтрелва много добре!При реното е същото(рено клио )! МОжеби това е нормално явление при инжекционни двигатели!

[HACKO]

няма ли една съществена грешка в тези разсъждения? "обогатяване" при карбураторите се прави защото се налага за ради начина на дозиране на горивото - чрез разреждането, създавано от скоростта на потока въздугх през дифузьора... а всъщност не е обогатяване, а предотвратяване на обедняването. според мене конструкторите на двигатели бягат от богати смеси като дявол от тамян ..

Не, няма. Всички процеси протичащи в инджекционния и карбураторния д-л са еднакви. За да се увеличи мощноста отнякъде трябва да дойде енергия за това.

[S>G>Bankov]

а ако е карборатор просто си смени ускорителната помпа

[diesel1.6]

Не, няма. Всички процеси протичащи в инджекционния и карбураторния д-л са еднакви. За да се увеличи мощноста отнякъде трябва да дойде енергия за това.

идва си енергията, но не чрез обогатяване на сместа, а чрез увеличаване на количеството и. като настъпиш, дроселовата клапа се отваря и към цилиндрите тръгва повече гориво-въздушна смес. бъркаш се с дизеловите двигатели - при тях въздухът е постоянна величина, а се променя количеството на горивото. при бензиновите и газовите двигатели мощността идва от подаването на повече въздух, като съответната горивна система се грижи за тоя въздух, дето си го пуснал с клапата, да се осигури точото количество гориво - нито повече, нито по-малко.

[disc]

Колега diesel1.6,

Наистина написаното по-горе от мен не претендира за точност при цитираните стойности, но самият процес съм описал подробно и в правилната последователност!

Нека да не спорим дали е така или не е, но сам за себе си си отговори на въпроса какво е ускорителната помпа при карбураторите?
Мислех да приведа няколко примера от американските патенти за обогатяване при ускоряване (acceleration enrichment), но намерих тази статия във Интернет, която според мен е по-увлекателна от сухите технически понятия и много добре описва начина на измерване и нужните съотношения гориво-въздух при различните работни състояния на двигателя (4-та точка се отнася за обогатяването при ускоряване). Съжалявам че е на английски, но при интерес бих могъл да я преведа.

-> Click <-

И за да не бъда съвсем голословен и да изглежда, че писанията ми се базират на неща четени в Интернет, искам да отбележа, че моят двигател е оборудван със програмируем инжекционен контролер (настройвам го собственоръчно), благодарение на който научих доста неща за работата на инжекционните системи за впръскване на гориво и мисля да споделя наученото.

[ARR_]

disc сега като си с MS,как е положението със "забиването"
Някъде бях чел (незнам до колко е вярно),че стандартната дроселова клапа позволява максимум 98% TPS.Тези който го бяха писало това продаваха модифицирани дросели за Форд в ebay.co.uk.Като една от модификациите беше именно това че техните отваряли на 100%.
Също така съм чувал че при смяна на всмукателните колектори с такива от Зетек-Е(пластмасови) се наблюдава подобрение на тротъл респосна.

[muko]

Разбира се, че не е достатъчно за да подобриш тротъл респонса да смениш всмукателните колектори. Имах Мондео с 1,8 Зетек-Е мотор и пак си забиваше, защото беше пълен с грешки от датчиците, може би най-много от МАФ, от който като ми писваше го изключвах за да си кара на твърдата аварийна програма, но после пак си го включвах, притеснен да не ми качи много разхода. И сега с моноинжекцията на иначе учудващо слабия мотор съм много по-надежден.
Малко се отплеснах - извинявайте!

[senatora]

Имах същия проблем.Карам на газ,но когато ми се наложи на бензин,направо е страшно.
до 2000 оборота не откъсва,а след това е ОК
откачих кабела на ламбдасондата и нешата се нормализираха.

[mclsdreal]

И при мен е същия проблем...под 2000-2300 об/мин си е еб*ло мамата...ужас е гасна по светофарите, помпам съединителя на 3-та щото неще да отцепи....Дано моето прекъсване се дължи на свещи, бенз.помпа или нещо друго...само да не е проблем в двг. ! Ще пробвам с лабда сондата, да я откача