2022/03/08

多的是,你不知道的事 --- 換含氧感知器治超壓

        先科普一下S牌的渦輪壓力控制機制,最基本的知識而且是中文資訊,對它稍微了解可以免除不少改裝店會因為客人不懂而發生「洗客人」也就是要客人裝一些不需要或是功能不實在的改裝品。幫大家畫好黃色的重點橘色的部份是本飆加入的文字,目的是要讓資訊更方便閱讀。

Subaru 渦輪控制原理 (資料來源:http://xilverkuo.blogspot.com/2013/03/subaru.html


1、渦輪的機械壓力: 
 
                   (圖一)
先來看這樣一幅圖,可以看到上面有一根管路,右邊連接到渦輪的出氣端,通常是連接到
中冷,
這裡的壓力=渦輪壓力=引擎的進氣壓力;左邊的管路連接到一個罐子+拉桿一樣的東西上
,這個
東西就是所謂的內置排氣洩壓閥,或者叫內置廢氣旁通閥(通常叫阿姑電)

這個圖對應的背面是這樣的:
                                         (圖二)

簡單的機械結構,右上角的拉桿控制的是右面的小擋板(圓形亮亮的那個)當擋板關閉時
,廢氣從左邊
的扇葉處排出,把全部的廢氣用來推動扇葉產生壓力,理論上,注意僅僅是理論上,壓力
越高,引擎進氣量越大,排氣量也越大,會產生更高的壓力,這時的渦輪壓力就失控了。 
所以要控制渦輪壓力,就需要右側的小擋板在適當的時候打開,把多餘的壓力從這裡排掉
,將渦輪扇葉的轉速控制在一定的水平下。 
拉桿帶著一個彈簧,根據不同的渦輪,彈簧壓力有0.3、0.5、0.8Bar等等設置,Subaru原
廠的拉桿都是0.5Bar的(STI車型的是0.7 Bar)。 當拉桿上面的進氣孔的壓力達到0.5Bar時
,拉桿推動小擋板,打開廢氣旁通閥。在這種設置中,當渦輪壓力達到0.5Bar後,壓力直
接傳遞到拉桿彈簧上,擋板打開,渦輪壓力被限制在0.5Bar。  配合上渦輪壓力控制器
(渦控,可以是原廠或改裝型式)得以實現比阿姑電彈簧壓力更高的渦輪壓力。

                                       (圖三)


2、渦輪壓力控制器

上面說過,Subaru 渦輪的最大機械壓力是 0.5Bar,那麼 WRX 的 0.9Bar 和 STI 的 
1.2Bar 是如何實現的呢?這裡就是本文要討論的重點,渦輪壓力控制器。 
看圖說話,下面是 WRX 的進氣組件圖:



裡面一共用四根真空管,圖中分別用 Line 1234 標註。
可以看出與上面的渦輪示意圖的區別是,渦輪出氣端和拉桿之間的真空管中間多了
一個三通(T-fitting),三通通過 Line 3 連接到了一個電磁閥,電磁閥又通過 Line 4 
連回到進氣管路上。 原廠的電磁閥上面有兩個孔,也就是我們所稱的兩孔控制器,
這兩個孔由電磁閥控制,在「通/斷」之間切換。 簡單說,當電磁閥的狀態為「閉」
時,Line 1 的壓力會全部給到 Line 2 上,當達到 0.5Bar 時,推開廢氣旁通閥,
渦輪壓力恆定 0.5Bar; Line 1 壓力 = Line 2 壓力。

當電磁閥的狀態為「開」時,Line 1 的壓力在三通上被分為兩部分,一部份被 Line 3 
分走,通過 Line 4 重新回到進氣裡,另一部份給到 Line 2 上,只有當 Line 2 達到 
0.5Bar 時,推開廢氣旁通閥,渦輪壓力恆定; Line 1 壓力 = Line 2 壓力 + Line 3 壓力。
這裡 Line 1 壓力是渦輪壓力,Line 2 壓力最大 0.5Bar 時,壓力停止上升,Line 3壓力
即是渦輪控制器控制的壓力。 由此可見,渦輪壓力控制器的 Line 3 壓力越高(排走的空
氣越多),渦輪壓力 Line 1 打的越高,車的性能表現越好。 所以,控制渦輪壓力表現,
簡單說就是控制 Line 3 的壓力,即渦輪壓力控制器的工作效率。
這一段可以有空或是渦輪壓力無法控制再回來看,這些真空管有很多原因會損壞或破裂,
大保養的時候可以請保養廠詳細檢查。

3、行車電腦如何控制渦輪壓力控制器

電磁閥的工作狀態不是我們通常理解的 「常開」或「常閉」,而是以一定的頻率在「開」
和「閉」直接切換。調整這個切換的頻率的高低,就可以控制Line3的壓力了,這個頻率
也就是所謂的Wastegate Duty Cycle=WGDC。
在不同油門開度和不同轉速下,分別設定不同的WGDC,也就控制了渦輪在不同狀態下的
壓力表現。 下圖是電腦中的設定:  

用白話來說:越高的WGDC就是更少洩壓,持壓與WGDC成正比。


接下來是含氧感知器...以下都是在說S牌原廠而非加裝的改裝型 O2 Sensor
O2 Sensor共有兩顆,第一顆的功能是跟ECU協作,在close loop修正空燃比成為理想的14.7(空氣14.7配燃料1)第二顆則是用來確保觸媒轉換器功能良好。

何謂含氧感知器?(資訊來源:http://www.kson.com.tw/chinese/study_14-5-4.htm

        含氧感知器也叫做 O2 Sensor ,汽車引擎的噴油系統中,電腦主要控制的是不斷地調整空燃
比。
引擎發動、車子開動之後,車況一直在變化,而駕駛人也會隨著路況不停地踩放油門。電腦就必須隨時
去作噴油量的調整,希望所調出的空燃比能夠恰當,符合當時環保以及駕駛人的需求。那麼電腦如何
判斷所管控的空燃比對不對呢?提供它這個情報的就是含氧感知器。

含氧感知器裝在排氣管上,偵測廢氣中氧氣的含量,氧氣含量多表示空燃比太稀,氧氣含量少則表示
空燃比過濃。
當電腦收到含氧感知器傳給它油氣濃稀的情報時,它就會去跟儲存在記憶體中的標準值去作比對,
如果太稀,電腦就會驅動噴油嘴多噴一些油把油氣增濃,如果空燃比過濃,電腦就會節制噴油嘴,
讓它少噴油一點,如此在電腦快速的運作管控下,很快地就可調整出一個最恰當的空燃比。 
      含氧感知器一旦故障或失靈,電腦對空燃比的控制就會亂掉,引擎就會發生以下的症狀:怠速不穩、
加速不良、驗車通不過排煙標準等,也會變得比較耗油。一般來說,含氧感知器如果出了問題被電腦的
自我診斷系統查覺到了,就會存下一個故障碼,而儀錶板中就會出現一個有引擎圖案的警告燈,
或是英文 check engine 的警告燈。


上面所講到渦輪壓力控制與含氧感知器完全是不同的機制來維持渦輪壓力與空燃比,讓引擎工作在恆定的範圍之內,讓車子在全速域能有穩定的輸出。

這次的苦主是台S牌L車系,從北部到中部去給阿一寫ECU,主訴是大踩油門會超壓。阿一又發揮了大師的身價,把車開出去30分鐘後回來就跟車主說:你這個超壓是2顆含氧感知器壞了,需要換新的我才能寫。
人客啊,請你們往上捲看一下含氧感知器的功能,如果本飆的知識不夠或是頭殻沒有壞掉,超壓的原因跟含氧感知器有任何的關係嗎?
車主也不是很懂車,請鬼開藥單的情況下也只能按照阿一所講的瞎話把2顆含氧感知器換新,一見面就是快2萬的見面禮,如果真的有用的話花錢可以解決也沒差,但是實際上有用嗎?

在阿一建構的世界中是一定會好的,聽他的就對了,但是身處在現實世界中,花了2萬後還是一樣的超壓。愛車的車主不只跑了一次鮑魚宮朝聖,阿一花了5分鐘把他那一條插上車跟車主說:好了,我幫你限壓在1.3Bar,它不會再超壓了。

接下來本飆用想的都知道會發生什麼事,就是每當壓力過了1.3Bar,ECU就會告訴噴油嘴不噴油,反應在車子上就是大踩油門要胚的時候就會發生像氣喘的症狀,不知情的車主在每次馬路遭遇戰的時候會吃對方排氣管的煙。

超壓斷油是ECU本來就有的功能,是原廠為了超過工作範圍時啟動來保護引擎。寫ECU的人能做的就是把這個範圍拉高或是降低。

阿一沒有上路實際路試就直接把它拉低其實是在保護自己而不是引擎。而這個動作,阿一收費3000,說是微調。以時薪來說,阿一這招真的比豆干厝還好賺,直接插入,灌好收錢。

要真正解決這個問題除了先把阿一插過的ECU重新再寫過之外可能還要看看渦輪發生boost creep的主因是什麼,再用硬體的方法來讓壓力達到上限後bypass的機制變快才能根治,但是對壓力控制沒半撇的阿一,就不能要求太多了。

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