Gemischregelung, Regelkreis, Fuel Trims, Lambda

Alles was mit dem Motoren für die Modelle 2108 bis 2172 zusammen hängt

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Gemischregelung, Regelkreis, Fuel Trims, Lambda

Beitragvon dirk2111 » 11. Dezember 2020, 06:31

Funktionsprinzip Gemischaufbereitung Einspritzer
EDIT: Es gibt leichte Änderungen Regelkreisverhalten bei Euro6, mehr dazu in einem folgenden Thread.

Weil das hier und da immer wieder Thema ist und für Diagnosen wichtig, eine kurze Erklärung der Gemischaufbereitung; auf die man verlinken kann.

Das ist eine Kurzerklärung und beeinhaltet nicht alle Variationen die es bei anderen Autos gibt.
So gibt es auch Variationen ohne Luftmassenmesser und dafür mit MAP Sensor; oder auch Autos mit beidem.

Über den Luftmassenmesser wird die Luftmasse gemessen, dazu passend wird Benzin eingespritzt. Über die ERSTE Lambdasonde (vor KAT) wird das Ergebnis (Restsauerstoff) gemessen. Die Messwerte der Lambdasonde werden ausgewertet und dienen einer Korrekturberechnung für die Einspritzmenge. Dann wird wieder gemessen usw. Das ganze nennt man Regelkreis; in dem Fall "geschlossener" Regelkreis.
Die Lambdasonde vor Kat pendelt in dem Zustand sehr schnell immer zwischen 0,1 bis 0,9 V (=mager bis fett)

Diese Korrekturgrössen sind die Parameter "Kurzzeit Fuel Trim" und "Langzeit Fueltrim".
Der Kurzzeitfueltrim ist sekundenaktuell während der Langzeit Fuel Trim ein gemittelter Durchschnitt ist.
Beispiel: Langzeit wäre 0, Kurzzeit schwankt, ist aber durchgehend bei ca +10.
Dieser Wert wird nach gewisser Zeit auf den Langzeit umgelegt so das dieser +10 ist und der Kurzzeit pendelt dann um 0.

Die Fueltrims sind daher immer in Summe relevant und nicht durchgehend gleich in allen Lastzuständen, da dieser im Grunde Bauteiltoleranzen, Spritqualität beschreibt. Da das System den Benzindruck nicht kennt, werden auch Tolranzen im "Ist" Benzindruck ausgeglichen... das ECM kennt diesen nicht, und arbeitet diesen Berechnungsparameter als festwert.
Die fueltrims pendeln im ganzen um 0 im plus und minus, sollten in Summe aber nicht weiter als den Wert 10 im +/- von 0 weg sein.
In Lastwechsel Situation schwankt der Kurzzeit i.d.R ganz kurz sehr stark, ist aber nicht relevant.
Auch im Schub-betrieb geht er auf 0, weil (wenn warm) gar kein Benzin eingespritzt wird; dann ist auch die erste Lambdasonde auf 0.
Sobald man wieder Gas gibt, kommen die Werte wieder.

Da es einen "geschlossenen" Regelkreis gibt, gibt auch einen "offenen".
Dieser ist aktiv wenn der Motor noch zu kalt ist, oder wie bei unseren Autos hier, auch bei Vollast. Das ist ab ca 2/3 Last der Fall und nicht Drehzahlabhängig. Entscheidende Werte für die "umschaltung" sind einige Sensorwerte.
Die Spannung der ersten Lambdasonde sollte in dem Zustand höher als 0,7 / 0,8V sein. Dies indiziert das der Motor nicht zu mager läuft und genug Sprit bekommt.

Auch wenn Fehler gesetzt sind kann das ECM im offenen Regelkreis verharren.

Im offenen Regelkreis wird die Lambdasonde nicht ausgewertet, sondern der Kraftstoffanteil berechnet unter zu Hilfename des Langzeit Trim. Man erkennt dies daran, das im OBD der Kurzzeit Trim auf 0 springt und nicht mehr pendelt, ebenfalls pendelt die erste Lambdasonde nicht mehr sondern zeigt quasi gleichbleibenden Wert.


Um das ganze zu beobachten benutzt man im OBD2 Leser folgende Parameter:
- Kurzzeit fuel Trim (SFT)
- Langzeit fuel Trim (LFT)
- Lambdasonden Spannung erste Lambdasonde

Die zweite Lambdasonde dient nur zur Kontrolle des KAT und ist nicht relevant für die Gemischbildung. Sie agiert auch in anderen Werten als die erste, wenn der Kat heile ist.



Typisches Problem was man mit Hilfe dieser Werte sehen kann, sind falschluft Probleme.
Bei nahezu geschlossener Drosseklappe (im Leerlauf) ist der Unterdruck im Ansaugtrakt hoch. Bei undichtigkeiten und Falschluft (also Luft die eindringt und nicht vom Luftmassenmesser gemessen wurde!) steigen die fuel trims stark. Beim fahren, und destso mehr Last, destso weniger Unterdruck, destso weniger macht sich ein Leck bemerkbar)

Anderer Fall: Mangelnde Spritversorgung (=Benzindruck).
Da unsere Autos keinen benzindrucksensor haben, rechnet das ECM mit einem Festwert. Sollte der Ist-Benzindruck geringer sein als er sein sollte, gleicht der Regelkreis das aus. Zu erkennen am ansteigen der fuel trims.
Ebenfalls führen Fehler bei Luftmassenmessern zu veränderungen der fuel Trims, natürlich auch defekte Lambdasonden (Das Fehlerbild nebst kpl Ausfall ist i.d.R. nicht mehr ausreichend "fett" signalisieren zu können)

Für Fehlerdiagnosen kann daher auch der Verlauf der Werte über den Verlauf der Motorlast dienen.

Wenn die fuel Trims zu lange in der Summe den Wert von 25 über oder unter null überschreiten werden Fehlercodes gesetzt (zu mager, zu fett).


Schöne Grüße,
Dirk2111
Zuletzt geändert von dirk2111 am 31. Dezember 2020, 14:31, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Gemischregelung, Regelkreis, Fuel Trims, Lambda

Beitragvon Notausgangparker » 11. Dezember 2020, 06:45

Sehr interessant, Danke Dirk!

Da mein UAZ leider immer noch kein OBD hat ( Locomp arbeitet aber dran uuuu ) kann ich nur logisch an solche Probleme wie erhöhter Leerlauf rangehen, bevor ich wild Teile tausche.

Da der Vorbesitzer eine E 85 - Apparatur mit verlängerten Einspritzzeiten eingebastelt hatte ist mir mal der komplette Ansaugtrakt verrußt, damit verklebte Drosselklappe, Lambdasonde dicht etc.

So langsam blicke ich aber durch wie das alles zusammenspielt, auch durch solche Beiträge hier.
21214 Baujahr 2011 Euro 5 mit Prins LPG; kurzes VTG ; AHK 1,9; in Lada - Farbe 140 "Yashma"; Sterling Hochleistungsladeregler für AGM Exide; Permanentlüfter, Getriebeölwanne XL; Seit Januar 2021 bei Km 167000 neuer Motor

BMW R 100 GS, UAZ Hunter Bj. 2007 ( Baijah - Edition )

Gib einem Mann einen Fisch, und er wird einen Tag zu essen haben. Gib ihm eine Angelrute und er wird zuviel Bier trinken, sich in der Schnur verheddern, den Haken in der Nase stecken haben, ins Wasser fallen und hungrig und naß nach Hause gehen. Gib ihm eine Kiste Dynamit und er wird ein Dorf eine Woche lang mit Fisch versorgen.

Viele Grüße
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Re: Gemischregelung, Regelkreis, Fuel Trims, Lambda

Beitragvon Fritsche » 11. Dezember 2020, 08:52

@Dirk: dickes Danke für diese super Erklärung!
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nebenbei: 97er Clio (70 000km), 01er Transit Wohnbus (270 000km) und 03er RAV4 (180 000km)
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Re: Gemischregelung, Regelkreis, Fuel Trims, Lambda

Beitragvon dirk2111 » 31. Dezember 2020, 14:30

Aus gegebenem Anlass ein Nachtrag zu meiner Eingangserklärung.

Die Euro6 bleiben länger im Regelkreis.

Was auch für mich neu ist, das die Euro6 anders als die bis Euro5, den Regelkreis kaum noch verlassen.
Bei bis einschl. Euro 4 ist das definitiv noch nicht so, und ich bin mir ziemlich sicher; bei Euro5 auch nicht. Müsste ich bei Gelegenheit verifizieren.
Man sieht beim ersten Video, auch durchgehend bei Vollgas erst ab 4350 rpm verlassen des Regelkreis.
In Scandoc schön dargestellt mit einem Parameter dazu, und man erkennt es am Verlauf der Lambda.
Was ich auch sehen wollte ist, ob das ECM die Drosselklappe (weil elektronisch angesteuert) irgendwann einfach wieder schliesst ohne das man vom Gas geht.
Das ist schon mal nicht so.

Beim zweiten Video ein Test zur Bestätigung: Er bleibt drin trotz Dauervollgas.
Hier sind also Softwareseitig Änderungen gemacht worden vom Hersteller.



Ich habe 2 Videos gemacht:

- 4 Gang Vollgas hoch bis 5000rpm
https://youtu.be/OFQVVObV_vc

- 5. Gang Vollast hoch bis über 3500rpm.
https://youtu.be/ct8t852ebrE


Schöne Grüße,
Dirk2111
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