Регулирование состава смеси

Применимость

Общее описание

Задачей систем EGR и регулирования состава смеси
является снижение выделения токсичных веществ с
выхлопными газами. Система EGR частично снижает
выделение окислов азота NO_х, а за счет регулирования
состава смеси
дополнительно снижается выделение окиси углерода (СО)
и углеводородов (НС).Теоретически, при подаче необходимого
количества кислорода, топливо должно сгорать
полностью, до образования воды (H2O) и двуокиси углерода (CO2). В
этом случае выхлопные газы были бы абсолютно
безвредными.

В реальных условиях образуется некоторое
количество углеводородов (НС) вместе с различным
количеством окиси (СО) и двуокиси углерода (CO2). Вследствие
высокой температуры и давления при сгорании образуются
также окислы
азота, такие как NO и NO2. обозначаемые обычно NOx._х.

Ускорение реакции между остатками продуктов
сгорания с помощью катализатора может превратить их в
воду (H2O), двуокись углерода (CO2) и азот (N2).Однако это возможно только при существовании в
отработавших газах правильного баланса углеводородов
(НС), окиси углерода (СО), кислорода (O2) и окислов азота (NO_x), что
достигается в том случае, если в топливовоздушной
смеси перед сгоранием на 14,7 кг воздуха приходится 1 кг
топлива. Такое соотношение соответствует значению λ = 1.

Базовая программа в модуле управления
двигателем по данным о нагрузке на двигатель, т.е. по
величине массового расхода воздуха и частоте
вращения, вычисляет период впрыска. Этот расчетный
период не используется непосредственно,
а изменяется с учетом коэффициента (интегратора) так,
что для точной регулировки с целью поддержания
оптимального соотношения смеси воздух/топливо
используется сигнал от кислородного датчика (λ=1).Управление является быстродействующим и может
осуществляться несколько раз в секунду.
Регулирование состава смеси может изменять
рассчитанный базовой программой период впрыска не
более чем на ± 25%.

Адаптивные функции

На состав топливовоздушной смеси могут влиять
некоторые факторы, например, отклонения от допусков в
таких компонентах, как датчик массового расхода
воздуха или форсунки, или негерметичность системы
впуска или засорение
воздушного фильтра. Для компенсации этого влияния
модуль управления двигателем использует при
регулировке состава смеси адаптивные функции. При
регулировании состава смеси на новом двигателе
интегратор циклически колеблется около средней линии
номинального
значения периода впрыска (A) 1,00, отклоняясь на величину
около ± 5%.Если, например, имеется утечка воздуха, то
интегратор очень быстро занимает новое положение (В),
где он начинает колебаться между значениями 1,10 (+10%) и 1,20 (+20%).
Иными словами, амплитуда колебаний по-прежнему
составляет
± 5%, но имеется смещение относительно
первоначального среднего значения (А). В реальных
условиях это означает, что период впрыска
увеличивается, позволяя обеспечить поступление
дополнительного количества воздуха.Адаптивные функции корректируют это изменение
таким образом, что интегратор теперь работает у новой
средней линии (В), сохраняя полный диапазон
регулирования в пределах ± 25%.По существу адаптивную функцию можно
рассматривать, как меру разности (С) между
первоначальной (А) и новой (В) средними линиями.Адаптивные функции состоят из двух элементов:

• дополнительной составляющей, которая при работе двигателя на холостом ходу увеличивает или уменьшает период впрыска примерно на 1 мс. Это в течение нескольких минут корректирует интегратор до его средней линии и служит модулю управления двигателем для регулирования выделения СО на холостом ходу.
• коэффициента, который при работе двигателя в диапазоне частичных нагрузок может увеличивать или уменьшать период впрыска на 25%.

После остановки двигателя адаптивные значения
периода впрыска сохраняются в памяти модуля
управления, поэтому подача смеси правильного состава
осуществляется сразу же после пуска двигателя, до
прогрева кислородного зонда
до рабочей температуры.