Ķīmiskās efektivitātes testi

Vairākos postos minēti ķīmiskās efektivitātes testi – šajā postā būs apraksts: kas tie ir un kāpēc ir vajadzīgi.

Braucot (mazas/vidējas/lielas slodzes apstākļos) N sērijas dzinējiem katras bankas vidējo degmaisījumu regulē platjoslas zonde – bankas vidējais degmaisījums tiek uzturēts precīzi: atbilstoši pieprasītajai vērtībai. Taču šī zonde neredz katra tai ‘piederīgā’ cilindra degmaisījumu.

Kāpēc tas būtu jāredz? Tikai tad, ja katra cilindra degmaisījums ir optimāls (visu bankas cilindru degmaisījumi – vienādi) – tikai tad dzinējs attīstīs maksimālo jaudu, nevibrēs, CO katalizatoriem būs vismazākā slodze, izplūdes gāzēs – viszemākais CO/HC saturs.

Kas nosaka cilindru degmaisījuma atšķirības gaitā?
Galvenais vaininieks - sprauslas. It īpaši - pjezo sprauslas (to parametru izkliede ir lielāka kā 'vecā' tipa sprauslām).
Jā, nelielas atšķirības veidos arī Valvetronic mezglu atšķirības starp cilindriem, taču gaitā ieplūdes vārstu atvērums ir relatīvi liels (vairāki mm), attiecīgi - ja dzinējs apmierinoši spēj strādāt tukšgaitā, gaitā - cilindru gaisa piepildījuma atšķirības nebūs milzīgas. Jeb, īsāk - Valvetronic nebūs lielāko atšķirību iemesls.

Loģisks rodas jautājums – kā mēs varētu šo degmaisījuma sadalījumu (jeb precīzāk - sprauslu flowrate) izmērīt? Spararata griešanās ātruma izmaiņu mērīšana atkrīt – mērīšanas rezultātus pārāk ietekmēs nelīdzens ceļa segums, turklāt – jo lielāks spararata griešanās ātrums, jo mazāka katra cilindra viena darba cikla ietekme kopējā enerģijā (un īsāku laiku var veikt mērījumu – ātrāk darbu sāk ‘nākošais’ cilindrs).

Risinājums ir diezgan asprātīgs. Un vienkāršs vienlaikus.

Kāds?

Pieņemsim, ka bankā ir divi cilindri (piemēram, N43, N46, u.t.t. sērijas dzinējs) – vienkāršākais gadījums. Vienkāršības labad – neņemam vērā sprauslu reakcijas laiku (to apraksta offset adaptācijas) – pieņemsim, ka testus veicam ilga sprauslu atvēruma apstākļos (dzinējam ir liela slodze, offset adaptāciju ietekme ir niecīga).

Palielināsim viena cilindra sprauslas atvēruma laiku par 10%, savukārt, otra cilindra sprauslas atvēruma laiku – samazināsim par 10%. Vidējajai degmaisījuma proporcijai nevajadzētu mainīties? Ja abu cilindru sprauslas strādā ideāli – jā, degmaisījuma vidējā proporcija nemainīsies.

Taču, kā piemēru apskatīsim gadījumu, kad vienas sprauslas (pirmā cilindra) ražība ir par 8% lielāka kā otrai sprauslai (realitātei atbilstoša atšķirība/situācija – nekas ārkārtējs).

Tātad, situācijā, kad bankas Lambda ir 1.00 (ideāls – Stoihiometrisks maisījums), patiesībā pirmajā cilindrā ir 4% degvielas pārpalikums, savukārt, otrajā – 4% gaisa pārpalikums. Pāri palikusī degviela un gaiss sadeg uzreiz pēc nokļūšanas izplūdē.

Jeb, apskatot izsmidzināto degvielas daudzumu absolūtajās vērtībās: 1. cilindrā: 104%, otrajā: 96%. Vidējais izsmidzinātais degvielas daudzums: (X1+X2)/2 = (1.04+0.96)/2 = 1.00. Viss kārtībā, vidējais degmaisījums ir ideāls.

Palielinot pirmā cilindra sprauslas atvēruma ilgumu par 10%, tās izsmidzinātais degvielas daudzums būs  1.04*1.10 = 1.144, bet otrai sprauslai samazinot atvēruma laiku par 10%: 0.96*0.90 = 0.864.

Un tagad – pārbaudīsim, kāds sanāk vidējais izsmidzinātais degvielas daudzums (X1+X2)/2 = (1.144+0.864)/2 = 1.004.

Lūk, vidējais degmaisījums vairs nav ideāls – tas vairs nav 1.00! Jā, pie 8% sprauslu flowrate atšķirības izmērītā atšķirība ir tikai 0.4%, taču – tā ir redzama!

Kā mēs varētu paaugstināt mērījumu precizitāti?

Pirmkārt – sadalīt mērījumu divos soļos:

·        pirmajā degmaisījumu koriģēt +10%/-10%,

·        otrajā – degmaisījumu koriģēt ‘pretēji’: -10%/+10%.

Mērījumu precizitāte dubultojas, t.i.: pie 8% flowrate atšķirības Lambda atšķirība būs 0.8%!

Otrkārt – atkārtot šādus mērījumu ciklus vairākas reizes, rezultātu vidējojot. Piemēram, 10 dubultie cikli pēc kārtas: kļūda vēl reizes 4..5 mazāka!
Palēnām mainot - pielāgojot sprauslu flowrate adaptāciju parametrus, jāpanāk situācija, kad Lambda vērtība nemainās, mainot testa soļus (korekcijas 'polaritāti'). Ja Lambda nemainās - acīmredzot, abu sprauslu izsmidzinātais degvielas daudzums ir vienāds. Turklāt, šāda metode minimizē Lambda zondes neprecizitātes ietekmi (vairs nav būtiski, vai Lambda ir 0.99 vai 1.00: mūs interesē tikai izmaiņas Lambda vērtībā).

Izmantojot augstāk aprakstīto metodoloģiju, MSV/MSD sērijas dzinēju vadības sistēmas izlīdzina cilindru veiktspēju visos darba režīmos (gan mazas, gan vidējas, gan lielas slodzes apstākļos – visā RPM diapazonā).

Šie efektivitātes testi konkrētajam darba režīmam (pieprasītā grieze un RPM) tiek atkārtoti regulāri (ik pēc noteikta motor-hours), un, ja tiek konstatēta dzinēja darbības nevienmērība (piemēram, spēcīga Lambda atšķirība no ideālās, misfires, utml.) – tiek veikti nekavējoties.

MSD80 vadības sistēmas ķīmiskās efektivitātes testu rezultātus var redzēt: ..F5/Shift + F6/F3 (relatīvās vērtības/izmaiņas: pēdējais/iepriekšējais tests)

Un - piemērotās adaptācijas ../F5/Shift + F6/F1 (4. .. 6.rindas; absolūtās vērtības)

Diemžēl šie testi nav izmantojami Stratified charge režīmā – degmaisījums būtiski atšķiras no Stoihiometriska, gaisa plūsma ieplūdes kolektorā būtiski fluktuē - Lambda zondu rādījumi vairs nav tik precīzi. Kā rīkojas MSD80?

MSD80 uz brīdi (dažas minūtes – vairāki cikli pa pārdesmit sekundēm) pārslēdzas uz Homogēnu režīmu, veic sprauslu efektivitātes (cilindru ķīmiskās efektivitātes) mērījumus, pēc testa beigām pārslēdzas atpakaļ uz Stratified charge un izmanto iepriekš izmērītos parametrus Stratified charge režīmam. Tā kā dzinēja efektivitāte, tam pārslēdzoties starp Homogēnu un Stratified režīmu, mainās tikai par 15 .. 25%, sprauslu mērījumu rezultāti ir tuvu atbilstoši un labi izmantojami abiem režīmiem (konkrētajos braukšanas apstākļos).

Tādēļ – nevajag brīnīties, ja, vienmērīgi braucot, dzinējs periodiski pārslēdzas Homogēnas iesmidzināšanas režīmā. Viens no iemesliem – cilindru ķīmiskās efektivitātes testu veikšana! MSD80 rūpējas, lai mums, šo N43/N53 sērijas dzinēju lietotājiem, nodrošinātu visvienmērīgāko gaitu.