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[原创] 棉花糖牌宝马教程七—氧传感器模拟器

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发表于 2008-10-20 21:25:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
一直到教程六都是preventive maintenance(预防性保养?),估计有些同学有些不耐烦了。从现在开始,基本上以后的教程应该是和性能有关的东西了。我打算从回收浪费的动力开始,然后到增强操控,最后是增强动力。所以今次废话的主题就是回收排气系统上浪费的动力。 首先说说内燃机燃烧的最简单的一些原理。汽油内燃机最佳air fuel ratio(空燃比?以下简称AFR)是14.67:1重量比,很多人会说最佳AFR是14.7:1,这也是正确的,因为考虑到非完美汽油中的各种不同的碳氢链。在这个值以下称引擎操作在rich condition(空气少,油多),以上成为lean condition。一般引擎使用mass air flow sensor来计算进气重量,看清楚是重量而不是体积,否则内燃机在不同的海拔上工作情况就不一样了。ECU得知进气量以后,就会计算出需要多少喷射多少汽油才能达到14.67:1的最佳AFR,这个工作点称为stoichiometric mixture,以下简称stoich。 由于不同的汽油中各种成分的百分比不同,ECU计算的时候要考虑不同的补偿。我就不展开针对汽油补偿的公式了,但是很重要的是这两个公式的计算 公式一非常好理解,基本上就是当前工作情况和理想情况的比较。公式二是比较氧化剂(不仅仅是空气中的氧气,还包括别的可能的NOx或者别的氧化剂)的重量和摩尔分子数。基于以上的lamda和phi值,ECU才能真正的计算出需要的燃油量。当然我这里省却了对不同汽油的补偿,其实这个部分才是最难也最重要的。辛烷值的变化其实也就是碳氢链长度分布的不同,而测量碳氢链长度到目前为止都是相对困难的;所以一直保持价高品质的燃料是也是对车相当重要的保养,什么时候有空了我会专门写一次关于汽油的教程。 以上都是基于理想状况的计算,实际情况下,由于各种因素的变化(包括汽油品质,空气情况,湿度等等)都会使引擎不能工作在stoich点。其中最要强调的事,其实在不同的转速下,ECU也不是永远试图将引擎控制在stoich点的,简单来说,在高转速,高负荷情况下,ECU程序会提高燃油量,加大torque,这是引擎稍微running rich,相反的,高速巡航时,一般是running lean。这就是很多人会提到的引擎map。 各种不同的情况使引擎废气不完全是CO2和H2O,普通汽油内燃机有害废气一般包含NOx(氮氧化物),CO(一氧化碳),和HC(碳氢化合物一般为未燃烧完全的汽油)。如何将这些有害废弃转化为CO2和H2O,就需要三元催化器了。 三元催化器为什么叫三元呢?就因为它可以把以上三种有害物质转化为无害物质。三元催化器顾名思义是含有一些贵金属(Platinum, Rhodium)催化物质的装置,它一般工作在900C高温下。具体工作原理就不展开了,有兴趣地可以看这里 http://auto.howstuffworks.com/catalytic-converter.htm 要强调的一点是,一个三元转换器含有的贵金属最少价值数百美元,所以。。。 站在环境保护的角度说,三元转换器是好同志,但是对某些人来说,他就是个废物。由于催化的需要,废气需要尽可能多的接触催化物质,所以一般的三元转化器中都是用类似蜂窝状的结构。可想而知的,排气back pressure(回压?)就会增大,相继的降低功率输出。 再说说排气系统。很多人都知道改装排气管能增大功率输出。可是很多人都没有意识到,花了几百美元仅仅为了可怜的几个马力,实在是非常不值得的。为什么花了大价钱却没有大回报?因为空气动力学告诉我们,在闭环管道中,排气压力取决于最小管径。很好理解的,如果不动三元转化器,一味的加粗最后的消音器绝对不会大幅度的增加马力。 消灭三元转化器并不是想象得那么容易。对于OBDII车辆(宝马在96年完成了OBD-II的过渡)在三元转化器之前和之后有两个氧气传感器,称为pre-cat O2 sensor和after-cat O2 sensor。而OBD-I车辆我就不多解释了,估计这里除了我基本上不会有人有OBD-I车的。OBD-II车辆的pre-cat O2 sensor,是ECU读出引擎当前工作状态的,非常重要,一般没有专业知识不要轻易动它。 但是对于after-cat的那个就没有什么可客气的了。它就是我们除掉三元转换器的拦路虎。我这里不会教如何去掉催化器,因为上路的车辆法律规定必须有这个装置。当然了,如果是赛车的话,完全可以去掉,不仅增加马力,还会让排气的声音超过目前你能买到的任何一个排气管。 一旦你去除了三元催化器以后,ECU就会报警,所以我们需要今天的主角,氧气传感器模拟器。氧气传感器工作状态是,在低于200C,它的输出是恒定的0.4伏左右,电流小于10mA。这时,ECU根据传感器的电阻值知道它是在未工作状态。但是高于这个温度,阻值变小,传感器的输出值是在0V和0.6-0.9V之间变幻,频率一般是0.2-0.3Hz。所以我们要做的就是一个能模拟这个变化的小电路。经过测试,即使仅仅除掉催化器并且使用原厂的排气系统也可以至少提高10马力,这比花几百美元得<5马力要核算多了。 电路图如下 元件表 R1 100K Ohm R2 1M Ohm R3 100K Ohm R4 10K Ohm C1 4.7uF C2 22uF D1 1.7V LED D2 1.7V LED 关于如何安装这个模拟器。首先要找出来氧气传感器的信号线,这个每个车的ECU都不同,一定要小心,一旦烧掉ECU,后果就只能自付了,把它和模拟器的信号输出连起来。模拟器的电源要连到点火开关上(点火了才有电的那根线),接地要良好,和电池负极之间的阻值要小于0.2Ohm。 PS, 版主同志,请问怎么上传非图片文件?很多东西都不能上传。。。
发表于 2008-10-20 22:43:00 | 显示全部楼层

回复:棉花糖牌宝马教程七—氧传感器模拟器

本站好像不能传非图片文件..... 具体情况要问一下ADMIN.
发表于 2010-9-2 16:32:44 | 显示全部楼层
这个东西好  akr的排气安装后ECU也会报警 氧传感器问题,只有买个灭灯器,3千多呢...

要是棉花能出教程 做个就好了
 楼主| 发表于 2010-9-2 20:34:51 | 显示全部楼层
我有,30块一个你要不要?
发表于 2010-9-3 22:28:41 | 显示全部楼层
这个电路图真不错。可惜不会做。
发表于 2011-8-16 08:53:28 | 显示全部楼层
mianhuatang 发表于 2008-10-20 21:25
一直到教程六都是preventive maintenance(预防性保养?),估计有些同学有些不耐烦了。从现在开始,基本上 ...

摘掉三元催化在高转上马力确实会得到一定的提升,但在低转速的时候,排气回压过低,导致起步无力,油耗巨剧增加。家用车得话建议不要这样改。
发表于 2013-3-28 13:00:02 | 显示全部楼层
版主,我的08款X5 E70 的氧传感器后2,坏掉了,发现油耗反而略小了,但是发动机的故障灯一致亮着,
可以不管它吗,如何把灯灭了? 谢谢!
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