Топливная коррекция: как это работает и как заставить это работать на вас
Жак Гордон проработал в автомобильной промышленности 40 лет техником по обслуживанию, лаборантом, инструктором и техническим писателем. Он начал свою карьеру с написания руководств по обслуживанию в Chilton Book Co. В настоящее время он имеет сертификаты ASE Master Technician и L1 и участвовал в семинарах ASE по написанию тестов.
При диагностике индикатора проверки двигателя или проблемы с управляемостью вы можете многое узнать, просмотрев данные корректировки подачи топлива на сканирующем приборе. На корректировку подачи топлива может влиять практически все, что находится между воздушным фильтром и глушителем, включая датчики, форсунки, зажигание, рециркуляцию отработавших газов, механическое состояние двигателя и даже систему вентиляции картера. Сами по себе цифры топливной корректировки не обеспечат полную диагностику, но если вы знаете, что искать, эти цифры могут привести вас в правильном направлении.
Глобальная отчетность о коррекции топливоподачи OBD-II была стандартизирована для всех производителей в 2005 году и более поздних моделях, оснащенных системой управления шиной CAN. Это то, на чем мы сосредоточимся здесь, но одни и те же основные принципы применимы ко всем годам выпуска.
Что такое топливная коррекция?
Количество топлива, необходимое для правильной работы двигателя, зависит от количества воздуха, поступающего в камеры сгорания. Поскольку водитель управляет потоком воздуха (нагрузкой) с помощью педали акселератора, модуль управления трансмиссией (PCM) может только управлять подачей топлива. Он использует датчики для измерения или расчета воздушного потока, сверяется с картой соотношения воздух/топливо в своей постоянной памяти, а затем выбирает правильную ширину импульса форсунки, соответствующую этому воздушному потоку. Этот предварительно запрограммированный импульс форсунки обеспечит ровно один грамм топлива на каждые 14,64 грамма воздуха (стехиометрическое соотношение воздух/топливо), но PCM почти всегда регулирует ширину импульса форсунки, чтобы обеспечить большее или меньшее количество топлива, чем указано в карте.
Существует два типа корректировки подачи топлива, долговременная и краткосрочная, и числа отображаются на сканирующем приборе в виде процентной доли топлива, добавленного к предварительно запрограммированному количеству топлива или вычтенного из него.
Volkswagen называет топливную коррекцию «адаптацией датчика кислорода», а Ford классифицирует топливную коррекцию как «непрерывный контроль», который работает, когда система управления подачей топлива находится в режиме замкнутого цикла. Это показывает нам, что коррекция подачи топлива — это непрерывный расчет, основанный на данных, сообщаемых кислородным датчиком. Дополнительный кислород в выхлопных газах указывает на бедную воздушно-топливную смесь, поэтому PCM увеличивает ширину импульса форсунки, чтобы добавить больше топлива (положительная коррекция подачи топлива). Слишком мало кислорода в выхлопных газах указывает на богатую смесь, в результате чего PCM уменьшает ширину импульса форсунки (отрицательная корректировка подачи топлива).
Формула для расчета корректировки подачи топлива:
Масса топлива = Масса воздуха x (краткосрочная корректировка подачи топлива x долговременная корректировка подачи топлива), деленная на (коэффициент эквивалентности x 14,64)
Понимание этих терминов и их связи помочь вам понять, как использовать данные корректировки подачи топлива, отображаемые на сканирующем приборе.
Коэффициент эквивалентности
Это требуемое соотношение воздух/топливо, команда, выдаваемая PCM. Больше 1,0 соответствует богатому соотношению воздух/топливо, а меньше 1,0 — бедной смеси.
В установившихся условиях эта команда постоянно увеличивается и уменьшается, чтобы чередовать богатую и обедненную смесь для правильной работы катализатора. Многие инструменты сканирования будут отображать и отображать этот номер в виде графика в Global OBD-II.
Кратковременная коррекция подачи топлива (STFT)
Во время нормальной работы с обратной связью PCM использует расчеты краткосрочной коррекции подачи топлива (STFT) для постоянного управления соотношением воздух/топливо: слегка обогащенным, а затем слегка обедненным.
Это необходимо для того, чтобы каталитический нейтрализатор выполнял свою работу правильно, а среднее значение колебаний богатой/обедненной смеси было в середине или около середины диапазона сигнала кислородного датчика. Вы можете увидеть это, отобразив графики коэффициента эквивалентности, датчика кислорода и STFT на сканирующем приборе.
В режиме ожидания графики будут зеркально отражать или «преследовать» друг друга: они не будут иметь одинаковую форму, но по мере роста одного из них будут следовать или падать другие.
Долгосрочная коррекция подачи топлива (LTFT)
По мере старения двигателя и утраты герметичности цилиндров краткосрочная коррекция подачи топлива большую часть времени может иметь тенденцию к повышению или понижению. PCM имеет возможность изучить эту тенденцию и сохранить ее в памяти, и он будет использовать это число в расчете корректировки подачи топлива, чтобы компенсировать изменения, вызывающие тенденцию. Это долгосрочная корректировка подачи топлива (LTFT).
Поскольку коррекция подачи топлива является непрерывным расчетом, сохранение одного коэффициента в расчете постоянным позволяет вернуть STFT в его нормальный диапазон, обеспечивая более быструю и точную реакцию на более серьезные изменения условий эксплуатации, такие как ускорение.
Обычно для изменения LTFT требуется от пяти до 20 секунд, и, поскольку оно сохраняется в памяти при выключении двигателя, это же значение LTFT используется в следующий раз, когда система переходит в режим работы с обратной связью.
Эти три переменные в расчете топлива — STFT, LTFT и коэффициент эквивалентности — все генерируются PCM. Единственная другая переменная, воздушная масса, измеряется датчиком.
Чтобы понять, как переменные влияют на коррекцию подачи топлива, рассмотрите следующее: Когда система находится в разомкнутом контуре, корректировка подачи топлива отсутствует, поскольку PCM поддерживает три регулируемые переменные на уровне 1,0. Единственная переменная, влияющая на потребность в топливе, — это расход воздуха, и расчет выглядит следующим образом:
Некоторые люди считают LTFT грубой регулировкой, а STFT точной регулировкой.
Более техническое определение было бы аддитивным и мультипликативным. Расчеты аддитивной корректировки подачи топлива (STFT) не будут сильно меняться в зависимости от частоты вращения двигателя или нагрузки. Например, утечка вакуума приведет к аддитивному расчету, потому что влияние этой утечки очень мало увеличивается с увеличением частоты вращения двигателя. Расчеты мультипликативной корректировки подачи топлива (LTFT) тем больше, чем выше частота вращения двигателя или нагрузка, потому что, например, влияние частично засоренной форсунки увеличивается с увеличением скорости и нагрузки.
[PAGEBREAK]
Что нормально, а что нет?
При проверке корректировки топливоподачи на сканирующем приборе ее следует проверять в течение не менее 30 секунд при трех различных оборотах двигателя: холостой ход, 1500 об/мин и 2500 об/мин. Если сделать запись скан-инструментом во время вождения автомобиля, то можно увидеть, как меняются топливные корректировки при изменении нагрузки.
Когда все стабильно и работает правильно, значения корректировки подачи топлива не должны превышать 10 %, а общая корректировка подачи топлива при суммировании чисел должна составлять не более 10 %. Например, если LTFT равно 4 %, а STFT равно 4 %, общее значение равно 8 %: это приемлемо.
Если LTFT равно 12 %, а STFT отрицательное значение 6 %, общая корректировка подачи топлива составляет 6 %. Это показывает, что PCM имеет достаточный контроль, чтобы поддерживать правильную работу катализатора, но высокое число LTFT показывает, что он что-то компенсирует. На старом двигателе LTFT обычно немного выше, так как PCM компенсирует нормальный износ.
Если коррекция подачи топлива значительно превышает 10 % положительного или отрицательного значения, PCM компенсирует не только нормальный износ. Будь то старый двигатель с простым датчиком кислорода или более новая модель с широкополосным датчиком соотношения воздух/топливо, LTFT будет продолжать переключаться по мере необходимости, чтобы поддерживать колебания STFT в правильном диапазоне.
LTFT может смещаться на удивление далеко, но когда он достигает плюс-минус 25%, загорается MIL и устанавливается код. Коды неисправностей, характерные для корректировки подачи топлива:
- P0170: корректировка подачи топлива, банк 1
- P0171: слишком бедная система (ряд 1)
- P0172: система слишком богатая (ряд 1)
- P0173 : Коррекция подачи топлива, ряд 2
- P0174: система слишком бедная (ряд 2)
- P0175: система слишком богатая (ряд 2)
К тому времени, когда LTFT достигнет 25%, появятся и другие коды.
Но если LTFT ниже этого предела с другими кодами или без них, вы все равно можете получить много информации от сканирующего прибора, прежде чем подключать дополнительное тестовое оборудование для подтверждения диагноза.
Почему номера топливной коррекции высокие?
Если LTFT или общая корректировка подачи топлива больше плюс 10 %, PCM считает, что соотношение воздух/топливо слишком бедное, и добавляет топливо, чтобы довести управление STFT до правильного диапазона.
Это дает три возможности:
- Неизмеряемый воздух достигает камер сгорания.
- В камеры сгорания поступает меньше заданного количества топлива.
- Один или несколько датчиков сообщают неверные данные.
Размышляя о причинах каждого из этих состояний, первое, что нужно учитывать, это то, как PCM определяет поток воздуха. Если в двигателе используется датчик массового расхода воздуха (MAF), высокая корректировка топлива на холостом ходу является классическим признаком утечки вакуума, особенно если LTFT уменьшается при более высоких оборотах двигателя.
Поскольку количество воздуха, проходящего через вакуумную утечку, не увеличивается, утечка оказывает меньшее влияние на соотношение воздух/топливо при более высоких скоростях и нагрузках, поэтому LTFT будет уменьшаться при увеличении оборотов двигателя. Когда вы ищете утечки вакуума, не забывайте о различных «откалиброванных утечках вакуума», таких как вентиляция картера, клапан продувки паров топлива (EVAP) и, если они есть, форсунки с воздушным кожухом.
Грязный или неисправный датчик массового расхода воздуха также может привести к положительным значениям корректировки топливоподачи, поскольку он «занижает» расход воздуха, приводя к обеднению базового расчета воздух/топливо.
В двигателях, в которых для определения расхода воздуха используется датчик абсолютного давления в коллекторе (MAP), утечка вакуума не влияет на регулировку подачи топлива, поскольку дополнительный воздух (давление) в коллекторе по-прежнему измеряется датчиком MAP.
Низкая подача топлива вызовет увеличение LTFT, поскольку PCM пытается компенсировать дополнительный кислород в потоке выхлопных газов. Помните, что PCM не измеряет расход топлива; он знает только ширину импульса форсунки и предполагает, что подача топлива соответствует команде. Коэффициент эквивалентности тоже меняется? Если вы добавляете пропан и видите, что показатели LTFT и коэффициента эквивалентности снижаются, вероятно, существует проблема с подачей топлива. Если изменений нет, кислородный датчик может быть неисправен или замкнут на массу.
Не забудьте проверить это на разных скоростях и нагрузках, потому что проблемы с расходом топлива часто не проявляются на холостом ходу.
Если двигатель имеет два ряда цилиндров (даже некоторые четырехцилиндровые двигатели разделены на два ряда), сравните показания, чтобы увидеть, затрагивает ли проблема оба ряда.
PCM обращается ко всем кислородным датчикам в системе при расчете корректировки подачи топлива. Обычно напряжение заднего датчика (после каталитического нейтрализатора) будет довольно стабильным около середины его диапазона, но LTFT, вероятно, увеличится, если показания датчика будут низкими (помните, низкий уровень означает обеднение).
Код катализатора влияет как на краткосрочную, так и на долгосрочную корректировку топлива. Утечка выхлопных газов после катализатора, вероятно, повлияет только на задний кислородный датчик.
[PAGEBREAK]
Почему цифры низкие?
Если LTFT или общая корректировка подачи топлива отрицательны более чем на 10%, PCM считает, что соотношение воздух/топливо слишком богато, поэтому он обедняет расчет смеси, чтобы вернуть управление STFT в правильный диапазон.
Это дает три возможности:
- Недостаточно воздуха поступает в камеры сгорания.
- Количество топлива, превышающее заданное, достигает камер сгорания.
- Один или несколько датчиков сообщают неверные данные.
Одна вещь, которая ограничивает поток воздуха в цилиндры, — это поврежденный каталитический нейтрализатор, который вызывает высокое противодавление выхлопных газов. На холостом ходу это может привести к корректировке подачи топлива в противоположных направлениях, создавая положительный STFT и отрицательный LTFT. Вы можете увидеть признаки высокого противодавления выхлопных газов на сканирующем приборе; расчетная нагрузка будет низкой при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT), а коррекция подачи топлива будет иметь отрицательную тенденцию по мере увеличения оборотов двигателя.
Наиболее очевидным источником избыточного топлива является негерметичная форсунка, особенно на холостом ходу. В этом случае STFT будет низким, но будет увеличиваться с ростом частоты вращения двигателя, поскольку дополнительное топливо представляет собой меньшую часть общей потребности в топливе.
Чрезмерное количество картерных паров или залитая канистра EVAP также могут имитировать избыток топлива, особенно на холостом ходу. Если масло не менялось в течение длительного времени, особенно в старом двигателе с небольшим прорывом газов, топливо в масле может привести к отрицательной общей подстройке топлива. Часто простая замена масла продемонстрирует это состояние, вернув значения корректировки топлива в норму.
В системе скорости/плотности PCM заменит неисправный барометрический датчик предварительно запрограммированным значением. Если транспортное средство находится на высоте более нескольких сотен футов над уровнем моря, это будет отображаться как отрицательные числа LTFT.
Подтверждение ремонта
Существует два способа подтверждения ремонта с помощью топливной коррекции. Один из них — убедиться, что общая корректировка топлива находится в пределах 10%, а затем отправиться на тест-драйв. Долгосрочная коррекция подачи топлива должна почти сразу начать возвращаться к норме.
Это может занять несколько миль и/или холодный запуск, но это хороший способ увидеть, как PCM осваивает «новую норму».
Более быстрый способ — очистить коды и вместе с ними адаптивную память PCM. Когда вы запускаете двигатель со всеми корректировками топлива на нуле, следите за краткосрочной корректировкой топлива.
Когда система переходит в замкнутый контур, STFT должен оставаться в пределах 10 %, а по мере прогрева двигателя общая корректировка подачи топлива будет оставаться в пределах 10 % при всех скоростях и нагрузках. Если STFT быстро начинает превращаться в двузначные цифры, значит, что-то не так.
Чтобы узнать больше о том, как различные проблемы и условия влияют на топливную коррекцию, подключите диагностический прибор к заведомо исправному автомобилю и создайте некоторые проблемы: создайте утечку вакуума, отсоедините форсунку, отсоедините датчик, добавьте пропан: посмотрите, как PCM компенсирует замещающими значениями и регулировкой топливной коррекции.
Обратите внимание на разные реакции в системах MAF по сравнению с системами MAP.
В двигателях с несколькими рядами обратите внимание, как проблемы на одном ряду могут повлиять или не повлиять на корректировку подачи топлива на другом.
Как и все остальное в диагностике, нет ничего лучше личного опыта работы с заведомо плохими и заведомо исправными автомобилями.
Как только вы почувствуете, как должна выглядеть топливная коррекция в конкретных условиях, она станет одним из самых быстрых и полезных диагностических инструментов в вашем наборе инструментов.
Примечание автора. Спасибо компании Snap-on Diagnostics за помощь в подготовке этой статьи. ●
Краткосрочная и долгосрочная корректировка топливоподачи
Краткосрочная и долгосрочная корректировка топливоподачи
Одна из замечательных особенностей настройки в режиме объемной эффективности заключается в том, что после правильной настройки топливной системы двигатель почти настраивается сам — и это именно то, что мы собираемся рассмотреть в этой статье.
Если вы не знакомы с концепцией объемной эффективности (VE), что это такое, как она работает и с преимуществами системы EFI, которая использует модель VE для подачи топлива, мы предлагаем вам освежить свои знания здесь. . Если вы хотите сразу перейти к делу, вот сокращенная версия:
Основы настройки VE
При настройке двигателя в режиме VE топливная карта фактически отображает количество воздуха, поступающего в двигатель, число, которое вы видите в топливной карте, обычно находится в диапазоне от 50 до 100, это число показывает, как эффективно двигатель наполняется воздухом при определенной нагрузке и оборотах на карте. Таким образом, 80 на карте VE означает, что двигатель заполняется на 80% своей мощности при этой нагрузке и оборотах.
Затем ЭБУ использует этот расчетный расход воздуха вместе с расходом форсунки и заданным соотношением воздух-топливо, чтобы определить, на какое время следует открывать топливную форсунку.
Если у вас есть вся правильная информация в ECU для расхода форсунки, типа топлива и мощности двигателя, а также ваш датчик MAP и датчик температуры впускного воздуха работают правильно, когда мы измеряем фактическое соотношение воздух-топливо в выхлопе, оно должно соответствовать значения, которые мы вкладываем в целевое соотношение воздуха и топлива.
Если фактическое и целевое топливовоздушная смесь не совпадают — скорее всего, числа, которые вы ввели в карту VE, не точны для конкретной нагрузки и оборотов, на которых вы работаете.
Так что же делать? Вы настраиваете карту VE, или, другими словами, вы изменяете базовую топливную карту, которая на самом деле является картой воздушного потока. Увеличьте число для большего количества топлива, уменьшите число для меньшего количества топлива. Это делается в каждой ячейке карты до тех пор, пока фактическое соотношение воздух-топливо не совпадет с вашим целевым соотношением воздух-топливо.
ЭБУ, настройся сам
Итак, если все, что мы на самом деле делаем при настройке карты VE, — это корректируем число VE вверх или вниз до тех пор, пока наше фактическое и целевое соотношение воздух-топливо не совпадут — разве мы не можем просто сказать ЭБУ сделать это? это автоматически и узнать эту информацию. Нравится самонастройка?
Короткий ответ на этот вопрос — да.
При добавлении широкополосного датчика O2 к любому ЭБУ серии Elite или NEXUS можно настроить ЭБУ на автоматическое применение этих топливных поправок. Одни называют это автонастройкой, другие — самообучением, это все одно и то же. В терминологии Haltech это называется долгосрочной и краткосрочной корректировкой топлива (LTFT и STFT).
Кратковременная корректировка подачи топлива
Чтобы включить контроль O2 в программе настройки Haltech NSP, перейдите в раздел «Fuel Tuning» и установите флажок «O2 Control» . Вы также можете перейти ко всем функциям настройки, нажав кнопку F4, и включить управление O2 отсюда.
На странице O2 Function Setup у нас есть параметры управления, под которыми будет работать управление O2, большинство из них легко понять. Такие параметры, как начальное время работы двигателя, минимальная температура охлаждающей жидкости, а также минимальные и максимальные значения оборотов, не нуждаются в объяснении.
Мы сконцентрируемся на 4 настройках, которые вызывают больше всего вопросов. Выпадающий список позволяет вам выбрать датчик, который вы собираетесь использовать для контроля O2. В 9 случаях из 10 это будет единственный датчик, который у вас есть, так что это простое решение. Однако бывают случаи, когда у вас может быть более 1 датчика O2, и в этом случае вы должны выбрать конфигурацию датчика O2, соответствующую вашему двигателю.
В нашем примере двигатель представляет собой рядную шестерку, но, поскольку у него два выпускных коллектора и два датчика 02, мы назначим широкополосный доступ для каждого ряда.
Следующей настройкой в программном обеспечении является «Обогащение STFT» и «Разбавление STFT» . Здесь нам нужно понять, как работает система контроля O2 в широком смысле.
Кратковременная корректировка топлива может рассматриваться как мгновенная регулировка, поскольку датчик O2 смотрит на фактическое соотношение воздух-топливо, сравнивает его с заданным соотношением воздух-топливо, если они отличаются, производится немедленная коррекция.
Однако эта краткосрочная топливная коррекция является краткосрочной. Он нигде не хранится и не сохраняется, поэтому никакое «обучение» никогда не применяется. Чтобы ЭБУ изучил и сохранил эту информацию, нам нужно перейти к настройкам Long Term Fuel Trim, к которым мы вскоре вернемся. Во-первых, нам нужно прояснить наименее понятную настройку в функции краткосрочной корректировки подачи топлива, а именно 9-ю.0003 Целевая амплитуда колебаний .
Значение по умолчанию здесь равно 0,0, что означает, что если блок управления двигателем настроен на соотношение воздух-топливо 14,7:1, то система контроля O2 пытается поддерживать стабильное значение 14,7:1. Если бы мы поместили здесь, скажем, 1 точку соотношения воздух-топливо, а целевое соотношение воздух-топливо было бы 14,7:1, регулятор O2 попытался бы колебать фактическое соотношение воздух-топливо между 13,7 и 15,7.
Почему вы хотите, чтобы соотношение воздух-топливо колебалось для этого? Чтобы контролировать свои выбросы.
Чтобы добиться почти нулевого выброса выхлопных газов, мы должны использовать каталитический нейтрализатор. Каталитический нейтрализатор работает как губка в том смысле, что он постоянно наполняется и опорожняется, поэтому ему нужна непрерывная, колеблющаяся смесь из слегка обедненной, а затем слегка богатой смеси. Именно для этой настройки и предназначена амплитуда колебаний. Если вы не знакомы с настройкой двигателя для достижения высокого уровня сокращения выбросов, мы рекомендуем оставить это значение равным 0,9.0005
Долгосрочная корректировка топливоподачи
Для того, чтобы электронный блок управления действительно узнал или сохранил любую информацию о необходимых корректировках топливоподачи, мы должны включить долгосрочную корректировку топливоподачи (LTFT).
Здесь у нас есть некоторые похожие настройки, минимальные и максимальные значения LTFT, минимальная температура, при которой ECU не будет изучать какой-либо контроль O2, а также это значение «Long Term Fuel Trim Rich Bias» .
Думайте об этом как о факторе безопасности. Долгосрочное управление 02 будет нацеливаться и учиться в соответствии с тем, какие значения находятся на карте целевого соотношения воздух-топливо. Однако, если вы поместите значение, скажем, 3% в « Rich Bias» , управление O2 обучается до значения обогащения 3% от целевого, а затем полагается на краткосрочную коррекцию подачи топлива, чтобы удалить эти дополнительные 3%. Причина этого в том, что если датчик O2 отключается или выходит из строя по какой-либо причине, ECU изучил 3% в целях безопасности.
Есть несколько других параметров управления, о которых стоит упомянуть; первая — это карта Long Term Fuel Trim Gain — эта карта устанавливает скорость, с которой регулятор O2 преобразует мгновенную краткосрочную коррекцию в долгосрочное заученное значение — чем больше число, тем быстрее заучивание.
Теоретически по мере увеличения частоты вращения двигателя и нагрузки на двигатель появляется достаточно надежных данных, чтобы как можно быстрее записать долговременное изученное значение.