Назначением системы самодиагностики, иногда называемой бортовой диагностикой, является снижение вредных выбросов из выхлопной системы автомобиля. Самодиагностика является основой управления двигателем, обеспечивающей оптимальные условия его работы. Вот о том, как происходит самодиагностика двигателя, мы и поговорим в этой статье.

 

 

Наличие общего представления о работе систем управления двигателем и о химических реакциях, происходящих при сгорании топлива, делает понятным, почему самодиагностика стала столь важной частью современного автомобиля

 

Химические реакции в камере сгорания

 

Топливо для дизелей и двигателей с воспламенением от искры состоит из смеси углеводородов, которые в камере сгорания реагируют с воздухом. С азотом и остальными газами, содержащимися в воздухе, также происходят химические реакции. При полном сгорании никаких токсических веществ не образуется. В реальных условиях помимо нетоксичных веществ-азота N₂, водяного пара Н₂O и углекислого газа СO₂ — образуется еще целый ряд токсичных продуктов неполного сгорания, к числу которых относятся: окись углерода СО, не сгоревшие углеводороды НС, окислы азота NO_x, двуокись серы SO₂, свинец и сажа (см. рис. «Диаграмма процесса сгорания» и «Процентное содержание состава выхлопных газов» ). Высокая концентрация токсичных веществ в составе выхлопных газов может оказывать вредное воздействие на здоровье, вызывая легочные заболевания, а также на окружающую среду.

Еще в 60-е годы Калифорнийский Совет по изучению воздушных ресурсов выдвинул идею и доказал осуществимость снижения токсичности выхлопных газов путем совершенствования процессов в транспортных двигателях. В 1968 году Правительство Калифорнии впервые в рамках акции «Чистый воздух» ввело ограничения на вредные выбросы для пассажирских автомобилей.

 

 

Функции управления, мониторинг и диагностика двигателя

 

Первая система управления двигателем, известная как Bosch Motronic, была разработана и установлена на автомобиль BMW 732i в 1978 году. Идея системы управления состоит в том, что установленный в автомобиле блок электронного управления (БЭУ) постоянно следит за режимом работы двигателя и подстраивает его параметры так, чтобы в любой момент двигатель работал наилучшим образом.

В дальнейшем в БЭУ были введены функции самодиагностики, которые дали возможность водителю или автомеханику следить за состоянием двигателя и опреде­лять возникшие неисправности, которые трудно идентифицировать иным образом. Это было достигнуто за счет оснащения БЭУ микропроцессором с памятью и базой данных. Теперь информация о неисправностях может быть сохранена в памяти компьютера и извлечена из нее по мере необходимости. На одних автомобилях система самодиагностики извещает водителя о неисправности, на других она может сообщать код неисправности в виде серии вспышек лампочки. Впервые система самодиагностики Bendix Digital была установлена в 1981 году на автомобиле Cadillac.

Интенсивное развитие систем управления двигателем в течение 80-х годов привело к тому, что БЭУ, которыми теперь оснащаются современные автомобили, лишь отдаленно напоминают ранние прототипы. Под управлением и диагностическим наблюдением БЭУ может теперь работать не только система управления двигателем, но также и автоматическая трансмиссия, и антиблокировочная система торможения, и вспомогательное оборудование, например, воздушные подушки безопасности. В БЭУ введена адаптивная функция, которая может подстраивать базу данных и программу управления в соответствии с текущим состоянием двигателя.

 

Основная идея самодиагностики двигателя

 

Система самодиагностики проверяет соответствие уровня сигналов БЭУ их эталонным аналогам, заложенным в память. Если уровень сигнала выходит за допустимые пределы, БЭУ трактует это как неисправность и заносит в память специальное сообщение. Эти сообщения могут быть вызваны из памяти в виде кода неисправности. После извлечения эти коды дают важную информацию для диагностики.

 

Стандартизация бортовой диагностики автомобиля

 

Начиная с 1988 года установлены три основных критерия, которым должна удовлетворять система самодиагностики. Во-первых, автомобиль должен быть оснащен системой самодиагностики. Во-вторых, о возникновении любых неисправностей, которые могут вызвать ухудшение состава выхлопа, водитель должен быть извещен сигнальной лампочкой на приборной панели. В третьих, информация о неисправности должна быть зафиксирована и сохранена в памяти БЭУ с возможностью ее извлечения с помощью считывателя кодов или приспособления с мигающей лампочкой.

С 1988 по 1991 год международная организация стандартизации (ISO) обновила стандарт 9141 на 9141-2, в котором сделана попытка упорядочить:

• Конструкцию диагностического разъема;
• Диагностическое оборудование и область его применения;
• Содержание протоколов;
• Область обмена данными.

 

Эти правила были разработаны приме­нительно к Америке. Тем не менее с ними согласились и приняли у себя правительства Европейских стран и многих стран всех пяти континентов.

Еще более жесткие требования были положены в основу нового соглашения OBDII, которое было введено начиная с моделей выпуска 1994 года. С 1996 года эти требо­вания были отнесены и к дизелям. OBD вводит следующие дополнительные требования:

• Предупреждающая лампочка на приборной панели снабжена мигавшей функцией.
• Контроль функций и элементов системы не только на предмет их неисправности, но и в связи с влиянием на состав выхлопа.
• В дополнение к хранению неисправностей в виде цифрового кода, сохранение условий работы в виде так называемой «Freeze Frame».
• Извлечение содержащихся в памяти неисправностей с помощью считывателя кодов взамен мигающей лампочки.

 

Системы, разработанные в соответствии с требованиями OBD II, оснащены 16-штырьковым разъемом (см. рис. «16-штырьковый диагностический разъемом» ).

Мониторинговые функции системы также были расширены и изменены OBD II требует контроля следующих дополнительных элементов и областей:

• Процесса сгорания Каталитического преобразователя. Датчика кислорода.
• Вторичной воздушной системы.
• Системы улавливания паров топлива.
• Системы рециркуляции газов.

 

Мониторинг дизельных двигателей также должен обеспечивать систему диагностики необходимой информацией, но, понятно, перечень контролируемых элементов в них может быть иным, например, запальные свечи. ISO, SAE и неправительственные экологи­ческие организации выступают за дальнейшее ужесточение правил. Организация “Чистый воздух» (США) внесла в правительство стандарт CARB как основу сохранения окружающей среды и здоровья. Подобные законы были приняты после 1968 года многими местными и национальными правительствами. Появление каталитических преобразователей, систем впрыска топлива, применение топлива без содержания свинца, увеличение относитель­ного числа автомобилей, оснащенных дизельными двигателями, позволили за последние 30 лет достичь значительных позитивных сдвигов в решении проблемы токсичности выхлопных газов.

 

Европейский стандарт диагностики

 

Европейские производители автомобилей ожидают появления европейского стандарта, который ужесточит правила ISO 9141-CARB. Введение этого стандарта предполагается в начале нового века. Ожидается, что европейский стандарт будет включать в себя большинство положений OBD II с некоторыми дополнениями.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: