VANOS problēmas. Part 2

Šajā raksta daļā - VANOS mezgla darbības nianses. Ļoti konspektīvi, tikai tik daudz, lai būtu skaidras matlietas šīs performances problēmas analīzei.


VANOS mezgls sastāv no:

a. VANOS mehānisma, kuru references pozīcijā atgriež/notur atspere, bet no tās (reference pozīcijas) aizvirza/pagriež eļļas spiediens. Papildus references pozīcijas fiksēšanai iespējama tapa, kura tiek atbrīvota, ja/kad mezglā parādās spiediens;

b. elektromagnētiska vārsta, kas maina tam cauri plūstošās eļļas daudzumu;

c. DME, kas ar PWM palīdzību vada elektromagnētisko vārstu;

d. sensora, kas nosaka sadales vārpstas pozīciju (attiecībā pret kloķvārpstu).

Darbības princips ir ļoti vienkāršs: jo lielāka vidējā strāva tiek padota solenoīdam, jo vairāk tas atveras. Jo vairāk atvērts vārsts, jo vairāk eļļas izplūst tam cauri. Jo vairāk eļļas izplūst, jo lielāks spiediens VANOS mehānismā. Jo lielāks spiediens, jo vairāk tiek pagriezta sadales vārpsta. Šī sistēma darbojas closed loop režīmā (par to, kas tas ir, var lasīt šeit).

 

Uzreiz pēc dzinēja starta:

a. DME tur elektromagnētisko vārstu aizvērtu (tam nepadod strāvu; nelielā PWM vērtība, ko uzrāda INPA/ISTA ir paredzēta elektriskā savienojuma kontrolei);

b. pirmos 20 sadales vārpstas ciklus turpina turēt to (vārpstu) sākotnējā/references pozīcijā un identificē vārpstas pozīciju (attiecībā pret kloķvārpstu).

Ja identificētā vārpstas pozīcija ir korekta (tipiski pieļaujamās robežas ir +/-10 .. +/-13 grādi no ideālās), DME atļauj VANOS mezgla darbību. Ja reference pozīcija ir nenosakāma (piem., dēļ bojāta sensora) vai nekoreka - DME atmiņā tiek ierakstīta kļūda par references pozīciju un VANOS mezgls paliek deaktivizēts (vārsts netiek vadīts).

Piezīme: tātad, kļūdu par neatbilstošu VANOS references pozīciju iemesls var būt ne tikai problēmas ar ķēdi (tā izstiepusies, vai ''pārlekusi''); nekorekts remonts (ķēdes maiņa vai VANOS mehānismu ''remonts''), bet arī - tekošs vārsts!


Režīmā, kad DME sadales vārpstas cenšas noturēt reference pozīcijā (piem., tukšgaita; izplūdes vārpstai - ja netiek sildīts CO katalizators), vārsta PWM var būt:

a. līdz 10%, t.i.: vārsts ir pilnīgi aizvērts; 10% vērtība norāda, ka vārsts tiek elektriski pārbaudīts, ne vairāk. 10% PWM ir nepietiekami, lai kaut mazliet pavērtu vārstu. Šāda situācija novērojama gadījumā, kad/ja noteiktā reference pozīcija ir sasniegta/tiek uzturēta (pat) pie pilnīgi aizvērta vārsta;

b. ap 30 .. 50%, ja nepieciešams sadales vārpstu pavisam nedaudz pagriezt, lai sasniegtu dzinēja starta brīdī noteikto reference pozīciju;

c. fluktuē (''raustās'') starp 10% un 30 .. 50% - gadījumā, ja noteiktā reference pozīcija ir ļoti tuvu ideālajai/uzturamajai pozīcijai.


Kādēļ veidojas šādi vairāki iespējamie scenāriji un pat PWM ''raustīšanās''? Iemesls ir vienkāršs - DME sadales vārpstu pozīcijas nosaka (un mēģina uzturēt) ar augstu precizitāti: grāda desmitdaļas. Pašsaprotami, ka dzinējam uzsilstot; mainoties tā darba režīmam; mainoties sensoru parametriem, utjpr., nedaudz mainās gan reālā sadales vārpstu pozīcija, gan nedaudz mainās arī pašu sensoru kļūda. Turklāt, reāli strādājošs dzinējs arī vibrē; nedaudz vibrē arī zobsiksna (ķēde), attiecīgi - arī tādēļ nedaudz jittero arī sadales vārpstu pozīcijas. Šo iemeslu dēļ DME vēlas nedaudz (par grāda daļām vai kādu grādu) periodiski piekoriģēt kādas no sadales vārpstu pozīcijām. Tā kā šī korekcija ir tuvu 0 un atkarīga no daudziem (un bieži - konkrētajam dzinējam individuāliem) parametriem, iespējami ir visi trīs scenāriji: vārstas pozīcija ir ideāla; vārpstas pozīcija mazliet/mazliet jāpamaina, vai: pozīcija jittero ap ideālo vērtību. Visi trīs scenāriji ir KOREKTI, BET pie nosacījuma - vārpstas reālā pozīcija pietiekoši precīzi sakrīt ar pieprasīto.

Tātad, pat, ja jūs redziet šādu PWM attēlu (gaiši zaļā krāsā; dzinējs strādā tukšgaitā):

nesteidzieties izdarīt secinājumus, ka VANOS mezglam ir kādas problēmas (jo it kā būtiski mainās vārsta PWM, nemainoties dzinēja darba režīmam un vārpstas pozīcijai). Šī ir normāla situācija, jo:

a. brīžos, kad PWM nokrīt līdz 10%, vārsts ir pilnīgi aizvērts (sadales vārsta atrodas ideālajā pozīcijā);

b. brīžos, kad PWM tiek palielināts līdz 30 .. 50%, DME ir devis komandu nedaudz pavērt vārstu, lai piekoriģētu sadales vārpstu par dažām grāda desmitdaļām. Režīmā, kurā PWM ir mazāks par 30+% VANOS mehānisms ir ''miera'' pozīcijā. Bet kādēļ veidojas šāda ''mirusī'' zona?

Luk, vārsta piemērs - parametru grafiks no Solenoid Solution:

Kā redzam, līdz 200mA atzīmei (pie 100PSI spiediena) vārsts ir pilnīgi aizvērts; tikai pārsniedzot šo 200mA robežu, vārsts sāk atvērties. Šāda ''mirusī'' zona ir katram vārstam un tās ''platums'' atkarīgs no vārsta tehnoloģiskā izpildījuma. VANOS mezgla gadījumā būtisks mehānisks spēks, kas jāpārvar, lai mehānisms pagrieztos - pašā mehānismā iebūvētās atsperes spēks. 
Turklāt, VANOS gadījumā jāņem vērā arī paša mehānisma eļļas noplūdes apjoms. Jo noplūde lielāka, jo lielāka eļļas ''papilddeva'' būs nepieciešama, lai šo noplūdi kompensētu.
Kā redzam no grafika 1.attēlā, konkrētajā gadījumā šim mehānisma pagriešanās slieksnim (brīdim, kad mehānismā nokļuvušās eļļas spiediens pārsniedz atsperes pretspēku) atbilst vārsta PWM ap 30%.  
Ko mums pasaka šī sliekšņa vērtība? Vērtība ap 30% nozīmē, ka paša VANOS mehānisma eļļas noplūde ir neliela - vārstam vēl ir plašs darba (rezerves/lineāra apgabala) diapazons. VANOS datu novērojumi apstiprina, ka sistēma spēj korekti strādāt, ja vārsta PWM sasaniedz 60+%. 


Secinājumi, īss kopsavilkums:

a. režīmos, kuros sadales vārpstas vēlamā pozīcija sakrīt ar reference pozīciju, vārsts var būt gan aizvērts (tā PWM ap/zem 10%), gan nedaudz pavērts (tā PWM ap 30 .. 50%), gan ''lēkāt'' starp šiem režīmiem, un visi 3 varianti ir korekti, pie nosacījuma - vārpstas vēlamā un reālās pozīcijas sakrīt;

b. iepriekšminētajā situācijā šāda PWM ''lēkāšana'' rodas dēļ vārsta un visa VANOS mezgla nelineāras vadības raksturlīknes;

c. jebkurā citā situācijā (kad/ja DME mēģina uzturēt no reference atšķirīgu vārpstas pozīciju un/vai reference pozīcijā uzturētas vārpstas pozīcija fluktuē) šāda PWM ''raustīšanās'' nozīmē nopietnas problēmas! Acīmredzot, DME periodiski mēģina pilnīgi aizvērt vārstu - tā ''lineāra'' vadība ir neveiksmīga!

d. ja šis PWM slieksnis, pie kura mehānisms sāk pavērties, ir paaugstināts (pārsniedz 55 .. 60%), acīmredzot - vai nu vārsts ir būtiski aizsērējis; vai eļļas spiediens ir būtiski samazināts; vai arī - pašā VANOS mehānismā ir palielināta eļļas noplūde (attece) un iespējamais vaininieks: mezgla blīvgredzeni.

Piezīme: d punktā pēdējais iemesls (palielināts PWM pat pēc korekti strādājoša vārsta uzstādīšanas) ir iemesls VANOS mehānisma remontam.  Bet pirms tam noteikti jāpārliecinās, ka eļļas spiediens sistēmā ir korekts (atbilst pieprasītajam).


Komentāri

Šī emuāra populārākās ziņas

G31 Alpina problēmas. Part 1

G31 Alpina problēmas. Part 3

Dažas piezīmes par lodēšanas stacijām