ExTuner: ШДК контроллер + EGT. Тюнинг по выхлопным газам
Мы не остановились на программировании ЭБУ в режиме реального времени и решили начать расширять свою узкую специализацию в области устройств для тюнинга систем управления ДВС, и следующим продутом стал ExTuner — система измерения и мониторинга параметров состава воздушно-топливной смеси (A/F Ratio) и температуры выхлопных газов (EGT), а также дополнительные функции, такие подключение большинства датчиков для мониторинга дополнительных параметров (например давления наддува, температуры ОЖ, масла и т. д.); эмуляция сигнала узкополосного датчика кислорода (0-1В); поддержка последовательного протокола Innovate (LC-1/LM-1,2) для возможности вывода показаний AFR в любое ПО, которое поддерживает данный протокол и другое.
Предыстория. На что было уделено внимание при создании
На разработку данного девайса ушло более года, когда сроки релиза были намечены уже через пол года после написания первой строки кода. Почему? Дело в том, что большая часть времени ушло на создание грамотного контроллера широкополосного датчика кислорода (далее ШДК), а именно было уделено большое внимание точности показаний и надежности. Дело в том, что изначально точность системы контроллера ШДК базировалась на основе использования внутреннего калибровочного сопротивления датчика, сопротивление которого подбирается при производстве, зависящее от индивидуальных особенностей датчика, и при работе, контроллер автоматически учитывает данное сопротивление для корректировки показаний. Данный подход является самым простым, но со своими нюансами, о которых мы расскажем далее.
ШДК контроллер устройства
В процессе эксплуатации датчик «стареет» и при использовании в качестве эталона калибровочного сопротивления, показания начинают отличаться от истинных, в силу необратимых процессов в чувствительном элементе датчика, которые также могут быть вызваны «отравлением» датчика слишком богатой смесью. Также, мы не добились точных и адекватных показаний даже новых датчиков, производства Bosch, похоже в последнее время производитель начал экономить на процессе подбора точных параметров калибровочного сопротивления каждого датчика при производстве.
В качестве эталона мы использовали Innovate LM-2 известной американской компании, который имеет запатентованные алгоритмы контроллера AFR.
Было протестировано около десятка датчиков Bosch LSU 4.2 и 4.9, как новых так и с пробегом, которые были установлены в одной среде выхлопной трубы тестового автомобилях. Первой проблемой с которой мы столкнулись — значительное отклонение показаний от LM-2, причем характер отклонения значительно отличался на разных датчиках, даже в рамках одной версии (4.2 либо 4.9), поэтому просто «подогнать» значения каким-то универсальным коэффициентом было бы невозможно, что могло быть приемлемо из маркетинговых соображений.
Мы добивались не просто показаний, которые были бы приемлемы на уровне бюджетных «показометров», а показаний, которые выглядят на фоне известного бренда практически неотличимыми. Но этого удалось добиться только тогда, когда мы реализовали собственный алгоритм калибровки, используя в качестве эталона воздух.
Проделав исследования и многочисленные тесты, мы можем с уверенностью ответить за показания нашего устройства!
На это, а также тестирование ушла значительная часть времени разработки всего проекта.
Система диагностики. Не просто «показометр»
Вторым шагом в подходе к разработке, была реализована система диагностики состояния датчика кислорода и основных систем устройства. Широкополосный датчик кислорода весьма не простой по структуре, представляющий собой электрохимическую систему состоящую из узкополосной ячейки Nernst; ионного насоса кислорода (pump) и нагревательного элемента. При этом, стоит отметить, что выход датчика из строя не всегда очевиден — ШДК может продолжать работать при значительном изменении в свойствах его структуры, что может повлиять на показания! Об одной из причин таких явлений мы рассказывали выше. Также ухудшением работы датчика могут послужить перегревы и механические удары.
По этим соображениям было принято решение о внедрении системы диагностики датчика кислорода и не только, которая постоянно отслеживает параметры датчика, и при их отклонении устройство предупреждает об этом в виде отдельных кодов на дисплее, каждому из которых соответствует описание и методы решения.
Контроль температуры выхлопных газов
Каждому опытному тюнеру известно, что контролировать температуру выхлопных газов во время настройки является более важной задачей, чем это может показаться на первый взгляд.
Измерение температуры выхлопных газов более тривиальная задача. Для этого мы используем готовый контроллер компании Maxim Integrated для термопар К-типа с компенсацией температуры «холодного спая». Диапазон температур вполне достаточный для большинства решений — от 0 до 1024 °C, с погрешностью +-2 градуса.
Эмуляция Innovate Serial Protocol
Для того, чтобы «подружить» устройство с различными сторонними программами для тюнинга, мы решили использовать открытый последовательный протокол Innovate, который доступен практически в любой современной программе, которая использует показания AFR. Конечно, вы можете осудить нас за это, и сказать что мы просто «украли» наработки у других, но с другой стороны мы имеем и свой протокол для работы с собственным софтом ExTuner Utility, который также доступен сторонним разработчикам, но чтобы другие разработчики могли его использовать или добавить к существующим программам, на это уйдут годы.
Для подключения к ПК используется обычный USB интерфейс.
ExTuner Utility
Как и для эмуляторов CobraRTP мы разработали отдельную утилиту. На момент написания статьи ExTuner Utility позволяет:
Для подключения необходимо подключить устройство по USB и в программе.
Egt датчик что это
Мы можем программно удалить датчики ЕГТ в случае их неисправности. Позвоните нам или отправьте запрос. Отсутствие аварийного режима работы, ошибок, при этом смесь при полной нагрузке для бензинового мотора будет около 11.5
ЕГТ датчики (Exhaust Gas Temperature) измеряют температуру отработанных газов. Тем не менее, EGT подразделяются на 2 вида:
ЕГТ для защиты компонентов двигателя
Это как правило датчик(-и), установленные в турбине или непосредственно рядом с турбиной и широкое распространение получили на современных дизельных двигателях. При высокой температуре ОГ максимальный впрыск топлива снижается, а с ним и крутящий момент, тем самым происходит охлаждение турбины, выпускного коллектора и т.д., что препятствует их повреждению.
На бензиновых моторах зачастую, но не всегда, физически ЕГТ отсутствуют, но программа рассчитывает температуру ОГ, основываясь на показаниях других датчиков, нагрузки двигателя и т.д. В случае с «бензином» суть заключается в обогащении топливной смеси до 10.5-12, когда температура достигает определенной планки, обычно это около 900-980 градусов Цельсия. Такая температура наступает уже через несколько секунд езды в «пол».
На новейших моторах охлаждение выпускного коллектора водяное, поэтому даже необходимость в обогащении смеси отпадает. Кроме того, непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания(например, FSI) изолирует тепло и температура впускного воздуха и отработанных газов значительно ниже.
Для работы и защиты сажевого фильтра
Устанавливают 2 датчика: один до и один после сажевого фильтра. Вместе с датчиком массового расхода воздуха, эти ЕГТ позволяют правильно рассчитать давление газов датчику дифференциального давления. Кроме того, они защищают дорогостоящий фильтр от перегрева.
При неисправности ЕГТ обычно значительно падает мощность двигателя, при том не важно какой датчик отказал. Достаточно подключить диагностический сканер, чтобы выявить неисправность.
Сенсор EGT
Абориген
Еще один вариант (исходя из закона излучения Вина):
коллектор достаточно сильно разогрет, но он еще не перешел ту границу, когда светит в видимом диапазоне. Зато при таком нагреве он уже будет излучать в ближнем ИК диапазоне.
Тогда согласен, видеокамера увидит свечение. Но тут получается еще чуть нагреем и коллектор засветится в видимом диапазоне.
У меня знакомый получал красное свечение коллектора из нержавейки на холостых оборотах в ВАЗ-2107 из-за неправильной смеси.
ilkari
Модератор
как можно рассуждать об установке ЕГТ, если тут не понимают. о влиянии ЕГТ на мотор и куда его ставить? даже не решили где температура выхлопа выше.
по фоткам четко видно что температура максимальная на сходе 4-1. начинается придумывание про отвод тепла в голову.
никого не смущает что в 4х каналах от головы ог идут импулсами со скважностью грубо говоря 25%, а в сходе 4-1 поток ог ускоряется и идет непрерывным потоком?
тема из разряда как померить уровень своей глупости.
Vermilion88
Пользователь
induke
Модератор
надо чтоб контролер дачика егт выдавал аналоговый сигнал 0-5 вольт. цепляется к мозгу на свободный вход ацп(настраивается в софте)
а нах оно тебе надо?
Zaknafein
Завсегдатай
induke
Модератор
Zaknafein, хватит тролить. по законам физики разобраться не судьба?
скорость потока в ранере больше 100-200 метров в секунду. есть режимы когда она превышает скорость звука. именно поэтому на полном газу без глушителя выхлоп звучит как стреляющий автомат. на такой скорости газ охладиться ну никак не успеет даже на 20-50 градусов на расстоянии 20см. тем более что он там под давлением и давление до турбины не падает.
для пущей наглядности рассмотрим картинки
на которых кстати видно где стоят все датчики
Zaknafein
Завсегдатай
Я не тролю) Прочитав 4 темы так или иначе связанные с ЕГТ однозначного ответа к сожалению не увидел. А так как трубострой уже приближается к годовщине тороплюсь и стараюсь не отметить годовщину в гараже)))
Попытаюсь немного обобщить все прочитанное, если что поправьте:
1. Сенсор ЕГТ надо ставить по уму именно в коллектор, а не в горячую часть турбины или даунпайп.
2. Сенсор надо ставить в раннер самого горячего цилиндра (на тазе это четвертый цилиндр).
3. Сенсор можно ставить в любое удобное место и в любом положении в раннере между фланцами турбины и ГБЦ (лучше ставить так, чтобы иметь к нему доступ не снимая ничего лишнего и чтобы провод от него не сильно грелся и телипался).
4. Сенсор должен торчать в раннер не более, чем на 5мм, этого достаточно для нормальной работы датчика и не достаточно, чтобы он умер, отгорел и попал в крыльчатку турбины.
5. Подключать плюс и минус сенсора нужно непосредственно к будильнику надежным способом (либо пайка, либо клеммы мама-папа с обязательным сниманием лака с проводов и качественно обжимая). Ни в коем случае не кидать минус сенсора на кузов, только тянуть к датчику (конечно если инструкция не требует обратного).
6. Перед установкой всего хозяйства на машину необходимо собрать и проверить на столе, нагревая сенсор например зажигалкой.
7. Для долгой и успешной жизни, можно сенсор ставить в коллектор для визуального контролирования температуры выхлопа во время настройки, а после вставить в коллектор заглушку и переставить сенсор в даунпайп и мысленно прибавлять к его показаниям 100-150-200 градусов (более точно сколько прибавлять в градусах можно вычислить экспериментально записав показания на одинаковых режимах работы двигателя с разными положениями сенсора).
Egt датчик что это
Добро пожаловать на ChipTuner Forum.
Опции темы
rs-tuning
От субары нет. Только от Apexi. Работает хорошо показывает до 1200градусов. Только он один и стоит хорошо. а хотелось бы доступные термопары и на каждый цилинрд.
Да, и было бы очень хорошо, если в программе была возможность для подключения и мониторинга этих жатчиков.
Добавлено через 14 минут
А есть вообще в природе отечественные аналоги EGT по отечественной цене?
Spoker
Ты от Апекси подключал к ЭБУ или у тебя просто прибор со стрелкой?
Сама термопара недорогая (примерно 25-30 у.е)
А вот преобразователь сигнала дороговат.
От субару ЕГТ работает по принципу терморезистора. Сейчас Я его калибрую, сигнал будет заводится в ЭБУ напрямую на АЦП.
А вообще Я использую вот такое изделие.
rs-tuning
DiSuhov
rs-tuning
А почему нельзя на прямую? Что там с сигналом? Корвет не понимает сигнала с ЕГТ?
И этот АЕМОВСКИЙ нельзя подключить на прямую к блоку?
Spoker
rokkk
rs-tuning
DiSuhov
Spoker
Я считаю что это лучшее решение для измерения выхлопа.
Все кому интересно просьба высказаться по этому поводу
Есть огромное желание иметь возможность работать с этим датчиком на М11
DiSuhov
Изображения:
hardcopy_24092009_134052.jpg
hardcopy_24092009_134146.jpg
DiSuhov
А такой будет работать?
Spoker
А такой будет работать?
Нет, это обычная термопара, напрямую не будет.
Добавлено через 6 минут
Нет, это обычная термопара, напрямую не будет.
Добавлено через 6 минут
DiSuhov
DiSuhov
Spoker
А где такие цены? А existe он сотит порядка семи т.р. и то его нет. есть аналог с таким номером 06A919529D. он подойдет?
Добавлено через 3 минуты
AxDv, А субаросвким датсчиком EGT что? он будет работать?
Spoker
А где такие цены? А existe он сотит порядка семи т.р. и то его нет. есть аналог с таким номером 06A919529D. он подойдет?
Добавлено через 3 минуты
AxDv, А субаросвким датсчиком EGT что? он будет работать?
Субаровский имеет аналоговый выход и на цифровом входе работать не будет.
Неисправные ЕГТ датчики
Датчики температуры отработанных газов (Exhaust Gas Temperature) служат для мониторинга температуры выхлопных газов. Слишком высокая температуры на выпуске может повредить двигатель. Особенно сильно страдают от перегрева выпускные клапаны, выпускной коллектор и турбонагнетатель. Для защиты данных компонентов двигателя были созданы датчики EGT. При повышении температуры на бензиновом двигателе выше 980 градусов происходит обогащение смеси до значений AFR 11-12 единиц, температура снижается, так как обогащенная смесь испаряясь уносит избыточное тепло. Если угол зажигания не совпадает с оптимальным (сильно поздний), происходит ещё более сильное обогащение смеси до значений примерно AFR 10.5 единиц. Если датчик ЕГТ выходит из строя, то загорается ошибка по его неисправности и двигатель уходит в аварийный режим работы со снижение мощности. Это сделано для защиты от возможного перегрева при отсутствии информации от датчика. На современных бензиновых моторах производители отказались от датчиков ЕГТ, но принцип работы остался. В заводских условиях, на испытательном стенде, инженеры создают все возможные условия работы мотора с подключенным датчиком ЕГТ. Снимают показания с датчиков температуры впускного воздуха, оборотов коленчатого вала, температуры двигателя, датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), показания лямбда-зонда и так далее. Затем датчик температуры выхлопных газов снимается с мотора и создаётся математическая модель работы ЕГТ. При соответствующих условиях работы, когда это необходимо, смесь обогащается для снижения температуры. Благодаря системе ЕГТ состав смеси можно поддерживать на оптимальном уровне AFR 14.7 до того момента пока не наступит перегрев. Это позволяет повысить тягу с низких оборотов двигателя, так как такой состав смеси быстрее раскручивает крыльчатки турбин и выводит их на полную мощность. Как только турбина вошла в рабочий диапазон и нужное давление наддува достигнуто, смесь обогащается до AFR 12.5-13.5, ещё до включения ЕГТ.
На дизельном двигателе датчики ЕГТ измеряют температуру выхлопных газов и при перегреве снижают запрашиваемый крутящий момент путём умножения его на понижающий коэффициент для защиты двигателя от повреждений. При повреждении датчика на дизельном двигателе происходит снижение мощности. Датчики ЕГТ используется для работы и диагностики сажевого фильтра.
