Бортовая диагностика

П р е д и с л о в и е …………………………………………………………………………………………………………… 7
В в е д е н и е …………………………………………………………………………………………………………………. 9
1. И стория р а з в и т и я …………………………………………………………………………………………… 11
1.1.100 лет моторостроения — сравнительный анализ……………………………………………11
1.2. Мощность современных двигателей и их системы управления…………………………..13
2. Законодательство в сфере регулирования токсичности ОГ………………………….16
2.1. Мировая практика………………………………………………………………………………………….. 16
2.2. Европейские нормы токсичности О Г…… ……………………………………………………………19
2.3. График ввода норм Евро-4 и выше…………………………………………………………………… 22
2.4. Европейский цикл движения ЫЕЭС для типовых испытаний……………………………… 23
2.4.1. Определение потерь на испарение…………………………………………………………………. 26
2.4.2. Анализ ОГ по м етод у СУ5………………………………………………………………………………..27
2.5. Обязательства автопромышленности по снижению расхода топлива и выбросов С02… 30
3. Компоненты выхлопа двигателей внутреннего сгорания……………………………. 33
3.1. Вредные вещества……………………………………………………………………………………………33
3.2. Оксид углерода (СО)…………………………………………………………………………………………34
3.3. Углеводороды (СН)…………………………………………………………………………………………..34
3.4. Окислы азота (N0#k8SjZc9Dxk…………………………………………………………………………………………..34
3.5. Оксиды серы (50х) ……………………………………………………………………………………………35
3.6. Сероводород (Н25)……………………………………………………………………………… …………..35
3.7. Аммиак (ЫН3) ………………………………………………………………………………………………….. 35
3.8. Сажа и частицы………………………………………………………………………………………………. 36
3.9. Мелкая пы ль………………………………………………………………………………………………….. 37
3.10. Синий и белый дым………………………………………………………………………………………..38
3.11. Углекислый газ (С02) ……………………………………………………………………………………… 38
4. Организация процесса сгорания и выбросы вредных веществ
в б ен зи н о вы х д ви гате л ях ………………………………………………………………………………. 40
4.1. Общие требования…………………………………………………………………………………………..40
4.2. Коэффициент избытка воздуха………………………………………………………………………….40
4.3. Коэффициент избытка воздуха и выбросы вредных веществ бензиновыми
двигателями…………………………………………………………………………………………………..42
4.4. Меры по снижению вредных выбросов, образующихся при работе бензиновых
двигателей……………………………………………………………………………………………………. 44
5. Процесс сгорания дизельного топлива и выбросы вредных веществ
при работе д и зел ьн ы х д вигателей………………………………………………………………… 48
5.1. Сгорание дизельного топлива…………………………………………………………………………..48
5.2. Впускной винтовой канал и ротация воздуха……………………………………………………. 50
5.3. Процесс сгорания в дизельном двигателе…………………………………………………………50
5.3.1. Факторы, влияющие на запаздывание воспламенения………………………………………..51
5.3.2. Образование смеси и сгорание в дизельном двигателе………………………………………. 52
5.3.3. Управление впрыском в современных дизельных двигателях……………………………….54
5.3.4. Адаптация впрыска в современных дизельных двигателях………………………………….56
5.4. Коэффициент избытка воздуха и выбросы вредных веществ в дизельных
двигателях……………………………………………………………………………………………………. 57
5.5. Меры по снижению вредных выбросов и сажи………………………………………………….58
5.6. Перспективные разработки для двигателей внутреннего сгорания…………………….59
5.6.1. Непосредственный пьезовпрыск (Рй1)………………………………………………………………59
5.6.2. Новые способы организации сгорания для прямого впрыска бензина……………………. 62
5.6.3. Перспективные системы впрыска для дизельных двигателей…………………………….. 63
6. Каталитические нейтрализаторы (катал и зато р ы )…………………………………………66
6.1. Основные типы катализаторов………………………………………………………………………… 66
6.2. Конструкция катализаторов……………………………………………………………………………..67
6.2.1. Сравнение керамических и металлических к атал и зато р о в………………………………. 69
6.2.2. Ресурсы благородных м еталлов для катал и зато р о в………………………………………… 69
6.2.3. Химические процессы в к а та л и за то р е ……………………………………………………………. 70
6.2.4. Конверсионные характеристики нового катали зато р а ОГ……………………………….. 71
6.3. Условия эксплуатации катализаторов……………………………………………………………….71
6.4. Катализаторы для бензиновых двигателей……………………………………………………….. 72
6.4..1. Окислительный к а т а л и з а т о р ………………………………………………………………………. 72
6.4.2. Трехкомпонентный к атал и зато р (тройного действия)…………………………………….73
6.4.3. Требования к новым концепциям к атал и зато р о в…………………………………………….. 74
6.4.4. Катали затор ы , расположенные рядом с двигателем ……………………………………….. 75
6.4.5. Байпасная с и стем а………………………………………………………………………………………. 76
6.4.6. К а та л и за то р с электрообогревом………………………………………………………………… 77
6.4.7. Накопительный к атал и зато р — 5С Р-катализатор………………………………………… 78
6.4.8. Непрерывно работающ ие к атали зато р ы восстановления………………………………. 79
6.4.9. Прерывисто работающ ие катали зато р ы восстановления……………………………….80
6.5. Катализаторы для дизельных двигателей…………………………………………………………. 81
6.5.1. Дизельный к а т а л и з а т о р ……………… .’…………………………………………………………….. 81
6.5.2. $СР-катализатор (Катали затор с селективным каталитическим
восстановлением)……………………………………………………………………………………….82
6.5.3. Прочие системы катали зато р ов для дизельных двигателей………………………………85
7. Лямбда-регулирование и лям бд а-зо н д ы ……………………………………………………….87
7.1. Циркониевый зонд или зонд напряжения………………………………………………………….88
7.2. Зонд из диоксида титана или резистивный зонд……………………………………………….. 89
7.3. Широкополосный лямбда-зонд или универсальный лямбда-зонд (1511)…………….. 91
7.4. Датчик оксидов азота или двухкамерный датчик………………………………………………92
7.5. Диагностика лямбда-зондов…………………………………………………………………………… 94
8. С истем ы ф ильтрации ч а с ти ц ………………………………………………………………………….. 98
8.1. Системы фильтрации частиц для дизельных двигателей легковых автомобилей……..99
8.1.1. Сажевый ф ильтр ТАР о т Реидео(…………………………………………………………………. 101
8.1.2. Сажевый ф и льтр Во$сЬ………………………………………………………………………………..103
8.1.3. Системы фильтрации частиц у 1/И/ и АисИ……………………………………………………..104
8.1.4. Сажевый ф ильтр о т 6МИ/…………………………………………………………………………… 105
8.1.5. К а та л и за то р 0-САТот Тоуо1а……………………………………………………………………. 106
8.2. Системы улавливания сажи для дизельных двигателей грузовиков…………………. 107
8.2.1. С истем а СРТ…………………………………………………………………………………………….. 109
8.2.2. Технология 5СР-АС……………………………………………………………………………………… 110
8.2.3. Перспективные сложные системы очистки ОГдизельных двигателей……………… 111
8.3. Условия восстановления для сажевых фильтров…………………………………………….. 111
8.3.1. Сравнение достижимых тем пер атур ОГ в различных системах………………………. 111
8.3.2. Естественное восстановление в ф и л ьтр е….. ……………………………………………… 113
8.3.3. Определение степени загрязнения сажевого ф и льтр а……………………………………..113
8.3.4. Контрольная лампа и поездки преимущественно на короткие расстояния……….115
8.3.5. Особенности использования сажевых ф ильтров………….. ………………………………. 116
9. Бор товая диагностика (ОЕЮ )………………………………………………………………………….118
9.1. История ОВО I и ОВО II……………………………………………………………………………………118
9.2. Требования к системам О ЕЮ……………………………………………………………………………119
9.2.1. Общие требования к О ВО…………………………………………………………………………… 120
9.2.2. За щ и та о т манипуляций с ОВО……………………………………………………………………122
9.2.3. Устранение неисправностей в ОВО………………………………………………………………122
9.2.4. Условия отклю чения для ОВО……………………………………………………………………….125
9.2.5. Стандартизированный интерфейс ОВО………………………………………………………. 126
9.2.6. Подключение к интерфейсу ОВО………………………………………………………………….. 127
9.3. Систематика кодов неисправностей ОВО………………………………………………………..129
9.3.1. Данные Ргееге Гг а т е …………………………………………………………………………………… 131
9.3.2. Код г о т о в н о с т и …………………………………………………………………………………………131
9.4. Объем функций уровней проверки в О В Р ……………………………………………………… 134
10. Система О В Р в бензиновы х д вигателях…………………………………………………….. 137
10.1. Основная конструкция системы ОВО…………………………………………………………….137
10.2. Распознавание пропусков зажигания…………………………………………………………… 138
10.2.1. М етод неплавности хода…………………………………………………………………………..139
10.2.2. М етод анализа м о м е н та …………………………………………………………………………..140
10.3. Контроль работы катализатора……………………………………………………………………. 141
10.4. Контроль работы лямбда-зондов…………………………………………………………………. 142
10.4.1. Контроль управляющего зонда………………………………………………………………….. 142
10.4.2. Контроль диагностического зонда…………………………………………………………….. 143
10.4.3. Диагностика обогрева лямбда-зонда…………………………………………………………..144
10.4.4. Диагностика широкополосного лямбда-зонда……………………………………………… 144
10.5. Контроль рециркуляции ОГ………………………………………………………………………….145
10.6. Контроль вентиляции бака………………………………………………………………………….. 146
10.7. Контроль системы впуска добавочного воздуха……………………………………………. 147
10.8. Контроль топливной системы……………………………………………………………………….148
10.9. Коррекция регулировки топливовоздушной смеси………………………………………..150
10.10. Контроль функции Е-Саз……………………………………………………………………………. 151
10.11. Диагностика термостата……………………………………………………………………………..154
10.12. Контроль САЫ — шины……………………………………………………………………………… 154
10.13. Контроль прочих систем и отдельных датчиков……………………………………………155
10.13.1. Контроль давления наддува……………………………………………………………………. 156
10.13.2. Контроль сигнала ско рости……………………………………………………………………. 156
10.13.3. Контроль д атчика массового расхода воздуха…………………………………………… 156
10.13.4. Контроль выклю чателя сигналов торможения и педали сцепления……………… 157
10.13.5. Контроль положения распределительного вала………………………………………….157
11. Системы О В Р для дизельны х двигателей (О -О ВЭ)…………………………………….159
11.1. Контролируемые системы и датчики Э-ОЕЮ…………………………………………………..159
11.2. Распознавание пропусков сгорания в О-ОВО………………………………………………… 161
11.3. Смещение начала впрыска
(только двигатели с насосом распределительного типа)…………………………………162
11.4. Контроль рециркуляции ОГ…………………………………………………………………………. 163
11.4.1. Отклонение параметров рециркуляции ОГ
(рециркуляция с пневматическим клапаном)……………………………………………….. 163
11.4.2. Регулировка положения в системе рециркуляции ОГ
(рециркуляция с электрическим клапаном)…………………………………………………..163
11.5. Отклонение давления наддува…………………………………………………………………….. 164
11.6. Система преднакала…………………………………………………………………………………….165
11.7. Контроль прочих систем и отдельных датчиков……………………………………………. 165
11.7.1. Диагностика САМ— шины………………………………………………………………………… 165
11.7.2. Д атчи к тем п ер атур ы охлаждающей жидкости………………………………………….. 166
11.7.3. Д а тч и к тем п ер атур ы то п л и в а …………………………………………………………………166
11.7.4. Термоанемометрические пленочные датчики массового расхода воздуха……….. 167
11.7.5. Лямбда-зонд и регулирование обогрева лямбда-зонда…………………………………….167
11.7.6. Сигнал ско рости……………………………………………………………………………………… 168
11.8. Контроль сажевого фильтра………………………………………………………………………… 168
11.8.1. Д атчики давления и тем пературы перед и за фильтром……………………………….168
11.8.2. Д атчи к тем пературы перед турбокомпрессором………………………………………. 169
11.8.3. Лямбда-зонд и д атчи к массового расхода воздуха………………………………………… 169
11.8.4. Контрольная лампа сажевого ф ильтр а………………………………………………………. 170
11.8.5. Контроль систем фильтрации частиц с присадкой…………………………………….. 170
11.9. Датчики сажи для контроля сгорания или сажевых фильтров………………………… 171
12. Технические требования при реализации предписываемых
диагностических ф ункций…………………………………………………………………………… 173
12.1. Временная организация диагностических функций……………………………………….174
12.2. Рассмотрение различных вариантов автомобилей…………………………………………175
12.3. Рассмотрение перспективных технологий очистки ОГ…………………………………… 176
12.4. Адаптация к новым двигателям……………………………………………………………………. 176
13. Основные условия для бортовой диагностики неисправностей…………….. 178
14. Проверка токсичности ОГ в системах О В Э ………………………………………………….181
14.1. Осмотр деталей, имеющих отношение к вредным веществам………………………… 181
14.2. ПО для проверки токсичности ОГ через О ВЭ………………………………………………… 181
14.3. Проверка токсичности ОГ в автомобилях с бензиновым двигателем
и системой О ВЭ……………………………………………………………………………………………181
14.4. Проверка токсичности ОГ в автомобилях с дизельными двигателями
и системой Э-ОВО………………………………………………………………………………………..183
15. О В Э 3, О ВМ и перспективны е тр еб о ван и я………………………………………………….186
П р и л о ж е н и е …………………………………………………………………………………………………………189
Список исп ользуем ы х сокращ ений……………………………………………………………………220
Список л и т е р а т у р ы ……………………………………………………………………………………………. 222