Установка ШДК AEM X-Series UEGO 30-0300

Оригинальная инструкция на прибор будет в коробке. Электронную версию можно посмотреть тут: www.aempower.com/files/instructions/30-0300.pdf

1. Комплект поставки.

В комплект поставки входят:
— упаковка прибора
— инструкция на англ. языке
— контроллер для чтения показаний
— ШДК Bosch LSU 4.9
— комплект проводов для подключения ШДК к контроллеру
— комплект проводов для подключения контроллера к бортовой сети и сторонним устройствам
— вварная гайка для выхлопной системы
— наклейки и прочая макулатура

Что следует докупить (при необходимости):
— переходник RS-232-USB, а также сам разъем DB9 (либо впаивать напрямую)
— заглушка М18*1.5 (если не планируется ставить ШДК на постоянку)
— изолента, стяжки и прочие монтажные материалы

2. Назначение прибора.

AEM X-Series UEGO — универсальный широкодиапазонный датчик кислорода на базе сенсора Bosch LSU 4.9. Назначение прибора – отображение качественного состава топливо-воздушной смеси по содержанию кислорода в выхлопных газах.
Маркировка датчика кислорода должна иметь следующий артикул 0 258 017 025, но сравнить с оригиналом возможности нет. Корпус датчика кислорода старательно заполирован. На большинстве фотографий, что я находил в интернете, картина та же. В артикуле могут быть отличия в последних цифрах, так как они отвечают за длину кабеля. Взял как есть, так как выбора особо нет.

Корпус прибора оснащен четырехзначный центральным дисплеем для вывода символьной информации и 24 светодиодами (расположены по окружности), обеспечивающими непосредственную привязку к соотношению топлива воздуха двигателя (или лямбда) в режиме реального времени. Корпус и шкала прибора представлена в двух цветовых гаммах: черной и белой. Я выбрал черного цвета.
Судя по паспорту, ШДК подходит для всех типов транспортных средств (бензин, газ, дизель).

Характеристики:
— Наружный диаметр индикатора 52 мм
— Время отклика 20 мс
— Диапазон измерений от 8,0:1 до 20,0:1 AFR (кислород/воздух); от 0.55 до 2.00 (Лямбда)
— Вывод на дисплей с точностью до 0,01
— Рабочее напряжение не более 16 В
— Аналоговый выход 0-5 В
— Выход RS-232

3. Подключение прибора

Подключение прибора осуществляется 2 жгутами проводов, идущих в комплекте. Жгут "А" состоит из силовых проводов ("+12 В" и "масса"), а также сигнальных проводов для подключения внешних устройств (выход RS-232, блок ЭБУ). Жгут "Б" состоит из проводов, идущих к широкополосному датчику кислорода.

Рекомендации производителя по установке
— укладку проводов осуществлять без заломов, пережатий и чрезмерного натяжения
— прокладку проводов от датчика кислорода вести на достаточном удалении от выхлопной системы, во избежание оплавления
— подключение ШДК к сети 12 В производить через предохранитель 5 А.
— при необходимости удлинения силовых проводов использовать провода сечением не менее 0,5 кв. мм
— при необходимости удлинения сигнальных проводов использовать провода сечением не менее 0,25 кв. мм
— перед включением убедиться, что все соединения надежно заизолированы
— устанавливать датчик кислорода в выхлопной трубе не ближе 450 мм от выхода турбины, либо ГБЦ
— устанавливать датчик кислорода в выхлопной трубе до любых катализаторов или устройств изменения состава выхлопа
— не устанавливать датчик кислорода в выхлопной трубе в местах возможного "подсоса" кислорода на переходных режимах работы ДВС
— наклон датчика кислорода строго более 10 град от горизонта во избежание скапливания конденсата (в идеале вертикально вверх)

Аналоговый выход 0-5 В.

Аналоговый выход 0-5 В служит для вывода информации на такие устройства как логгеры и ЭБУ. Для исключения поломок оборудования все подключения делать с особой аккуратностью.
БЕЛЫЙ сигнальный провод должен быть подключен к аналоговому входу регистрирующего устройства или ЭБУ.
КОРИЧНЕВЫЙ сигнальный провод должен быть подключен к отрицательному значению аналогового входа регистрирующего устройства или ЭБУ. Если регистрирующее устройство или ЭБУ не имеет дифференциальных аналоговых входов (отдельного "+" и отдельного "-" аналогового входа), то подключаем КОРИЧНЕВЫЙ сигнальный провод к общему сигнальному заземлению. Если общего сигнального заземления нет, тогда подключаем КОРИЧНЕВЫЙ сигнальный провод к "-" контакту источника питания регистрирующего устройства или ЭБУ.

Важное примечание: при тестировании аналогового выхода вне транспортного средства, положительный вывод мультиметра может быть подключенный к БЕЛОМУ сигнальному проводу. Подключение КОРИЧНЕВОГО сигнального провода должно осуществляться одновременно к отрицательному выводу мультиметра и "-" контакту идущему на X-Series UEGO. Это соединение обычно выполняется схемой внутри ЭБУ или регистратора данных.

Последовательный RS-232 выход

Последовательный RS-232 выход служит для вывода информации на сторонние устройства такие как логгеры, ПК, ЭБУ и пр. Показания, отображаемые на дисплее устройства (AFR или Лямбда) также будут передаваться по RS-232 выходу.

4. Основное меню и калибровка прибора

Работа с прибором не вызывает каких-либо трудностей. На лицевой панели находится всего две кнопки для просмотра меню и выбора нужного параметра.

5. Калибровка прибора.

Поставляемый в комплекте датчик кислорода имеет заводскую калибровку через резистор, впаянный в разъем датчика и не требующий последующей калибровки. Новые ДК стоить использовать в режиме работы с использованием калибровочного резистора (rCAL) для получения более высокой точности измерений. По желанию пользователя возможен перевод в режим работы с калибровкой на открытом воздухе (aCAL). Данный режим работы может быть использован на ДК отработавших продолжительное время, а также если возникают сомнения в точности показаний.

Режим работы с использованием калибровочного резистора (rCAL)
Данный режим работы используется по умолчанию. Это рекомендованный режим работы и для большинства пользователей никаких дополнительных действий или калибровок не требуется.

Режим работы с калибровкой на открытом воздухе (аCAL)
Для выбора данного режима работы необходимо выбрать пункт меню «аCAL». Для проведения данной процедуры Дк должен быть вынут (!) из выхлопной системы. Калибровка начнется сразу же после выбора пункта меню кнопкой «SEL». Время калибровки от 10 до 15 сек, в течении которого датчик кислорода должен находится вдали от выхлопных газов и химических загрязнений. По окончанию калибровки на дисплее должно высветиться "PASS" означающее успешную калибровку. Высвечивание ошибки "FAIL" говорит о слишком низком содержании кислорода, это обычно свидетельствует о том, что датчик остается в среде с избытком выхлопных газов / химических испарений.

6. Чтение показаний прибора.

Двигатель внутреннего сгорания работает на воздухе (который содержит ~21% кислорода) и топливе. Отношение воздуха к топливу (AFR), соответствующее 100% взаимодействию топлива и кислорода, называют стехиометрическим соотношением. Это соотношение отличается для каждого вида топлива. Величина AFR ниже стехиометрического соотношения считается "богатой смесью". Величина AFR выше стехиометрического соотношения считается "бедной смесью".
Лямбда является безразмерной величиной и определяется отношением фактического AFR к стехиометрическому. Соответственно для "богатой смеси" лямбда меньше 1, для "бедной смеси" лямбда больше 1, а для стехиометрического соотношения лямбда равна 1.
В большинстве случаев в работе двигателя можно выделить три области:
— холостой ход/круиз (работа на постоянной нагрузке),
— широко открытой дроссельной заслонки (ускорение),
— топливо отключено (торможение двигателем).
Точная величина AFR, которую следует ожидать или настраивать в каждой из этих областей, будет сильно зависеть от типа и конфигурации каждого отдельного двигателя. Тем не менее, отслеживая показания ШДК, вы должны увидеть показания, аналогичные приведенным ниже.
При работе на постоянной нагрузке AFR=14,7 (для бензина). В момент ускорения AFR может падать до 10.5 (богатая смесь). При торможении двигателем AFR увеличивается до 20.0 (бедная смесь).

Величины AFR для различных видов топлива:
Бензин 14.65:1
Пропан 15.67:1
Метанол 6.47:1
Этанол 9.00:1
Метан 17.20:1

При подключении мультиметра (см. примечание п.3) на аналоговые выходы возможно измерение напряжения с ДК.
Белый провод = сигнальный "+"
Коричневый провод = сигнальный "-"

Формула расчета измеряемых величин в зависимости от напряжения на выходе:
— AFR = 2.3750*(напряжение В)+7.3125
— Лямбда = 0.1621*(напряжение В)+0.4990

При работе на бензине величинам AFR и Лямбда должны соответствовать следующие показания вольтметра.

7. Меры предосторожности при работе с датчиком кислорода.

ДК имеет встроенный нагревательный элемент и нагревается в момент подачи на него напряжения, даже будучи не установленным в выхлопную трубу. Температура нагрева достаточна для получения ожога при прикосновении, и даже воспламенении при попадании горючих веществ.
ДК является очень чувствительным прибором, поэтому монтаж и работа с ним должны проводиться с осторожностью. Гарантийный срок от производителя 12 мес.
Факторы влияющие на выход ДК из строя:
— работа на этилированном бензине (из-за содержания свинца)
— попадание посторонних веществ (силикона, охлаждающей жидкости, моторного масла и тд.)
— попадание посторонних частиц (металлическая пыль, грязь и тд.)
— работа на слишком "богатой смеси"
— механические повреждения
— перегрев от выхлопных газов (свыше 930 град. С)
— термический шок (резкое охлаждение ДК)
— нахождение ДК в холодном состоянии в работающем выпускном коллекторе. ДК должен быть правильно подключен к контроллеру перед началом работы ДВС

От теории к практике.

Первым делом снимаем часть выхлопной системы куда планируем вварить гайку для ДК. У меня это участок трубы с глушителем (временно). Мне так проще, да и все равно выхлоп впоследствии переваривать. Лучшее место без сварочных работ — взамен 2 ДК при выбитом катализаторе. Подключения ДК делать по инструкции, то есть на расстоянии не менее 450 мм от ГБЦ (выхода с турбины) на цельном участке трубы. Плюсы от близкого расположения – быстрота реакции, защищенность от резкого охлаждения (термоудара), минус – возможность перегрева. Так что если коллектор обмотан термо-лентами, стоит переместить ДК дальше.

Снимаем, сверлим отверстие, рассверливаем отверстие и ввариваем гайку под ДК.

Возвращаем глушитель на свое место. Временно вкрутил снятый ДК2, так как заглушки М18*1,5 под рукой не оказалось а на момент врезки, электронику еще не подключил.

Подготавливаем проводку. Закрываем огрехи завода в плане негерметичности разъемов.

Разъем ДК на фото не попал. Термоусадку на него одеть затруднительно, воспользовался изолентой.
Для подключения прибора ищем провод +12 В на котором возникает напряжение после включения зажигания. Снимаем крышку панели под рулевым управлением и находим разъем проводов, идущих к замку зажигания. Находим провод синего цвета. К нему я припаял разъем предохранителя. Массу взял с корпуса автомобиля. Попутно припаиваем провода для вывода сигнала на ЭБУ (провода тянем под капот ~1 м). Все подключения согласно схеме в инструкции.

Под капотом находим проводку, идущую к ДК2. В моем случае она была обрезана и убрана внутрь основной косы, идущей к ЭБУ. Попутно выводим два сигнальных провода от прибора через штатные резиновые заглушки или напрямую просверлив отверстие в перегородке (я так и сделал). Соединяем провода и надежно изолируем и убираем провода обратно в гофру.
Правильность цветов оплетки проводов не гарантирована (у меня ’12 год Евро3 мои цвета на схеме). Точно можно проверить либо найдя нужные контакты на ЭБУ (контакты «202», «206»), либо с разъема ДК (маркировка «А», «С»). Провода соединяем в следующем последовательности (опять же — ’12 год Евро3):
Белый сигнальный провод +5 В (от ШДК) – Желтый/черный провод (аналоговый вход +5 В ЭБУ)
Коричневый сигнальный провод «-» (от ШДК) – Белый/синий провод (аналоговый вход «-» ЭБУ)

Остается подключить последовательный RS-232 выход на соответствующие по схеме контакты (при необходимости), подключить разъемы жгутов проводов к самому прибору и установить ДК на свое место.

Пока подиумы под приборы не куплены временно вывел «показометр» за бортовой компьютер.