Aiheet:
- Lambda anturi
- Lämmityselementti
- Mittaa lambda-anturista
- Lambda-arvot homogeenisessa ja kerrostuneessa palamisprosessissa
- Polttoainesuojat
Lambda anturi:
Jokaisessa nykyaikaisessa autossa, jossa on bensiinimoottori ja EOBD, on 1 tai 2 lambda-anturia asennettuna pakoputkeen. Usein ohjausanturi ennen katalysaattoria (laajakaistaanturi) ja ohjausanturi katalyytin jälkeen (hyppyanturi). Jos käytössä on vain yksi lambda-anturi (katalysaattoria varten), se on useimmissa tapauksissa hyppyanturi. Hyppyanturia kutsutaan myös zirkoniumanturiksi. Alla olevassa kuvassa näkyvät sylinteriryhmän 1 (numerot 1 ja 2) ja sylinteriryhmän 2 (numerot 3 ja 4) lambda-anturit edessä ja takana.
Lambda-anturi tarkistaa ilman ja polttoaineen koostumuksen pakokaasuissa. Mittaustiedot lähetetään moottorin ohjausyksikköön. Lambda-anturi on välttämätön katalysaattorin toiminnalle, koska se toimii seoksen kanssa, joka vaihtuu säännöllisesti laihan ja rikkaan välillä. Ohjausanturi olennaisesti "ohjaa" seoksen koostumusta; moottorin ohjausyksikkö vastaanottaa mittaustiedot ohjaussondista ja säätää ruiskutusta sen mukaan. Jos seos oli liian laihaa, ruiskutetaan lisää polttoainetta. Jos seos on liian rikas, lyhennetään injektorin ruiskutusaikaa, jotta seoksesta tulee jälleen ohuempi.
Kun ajoneuvo on varustettu kahdella anturilla, hyppyanturi rekisteröi pakokaasujen happipitoisuuden katalysaattorin jälkeen; Tämä tarkistaa, onko katalysaattori muuttanut pakokaasut oikein. Jos katalysaattori on viallinen (esim. jos sisäpuoli on viallinen tai johtuu puhtaasti ikääntymisestä), hyppyanturi tunnistaa katalysaattorin huonon toiminnan. Tämän jälkeen moottorin vikavalo syttyy. Kun auto luetaan, näkyviin tulee vikakoodi, joka ilmoittaa, että katalysaattori ei toimi kunnolla. Lambda-anturi kestää usein noin 160.000 XNUMX km. Kun lambda-anturi vanhenee, mittaustuloksiin voi vaikuttaa ilman, että moottorin vikavalo syttyy.
Ruiskutusjärjestelmäsivulla kerrotaan, kuinka seoksen koostumus vaikuttaa pakokaasuihin, tehoon ja polttoaineenkulutukseen.
Lambda-anturi vertaa pakokaasuja ulkoilmaan. Siksi on tärkeää, että anturin ulkoilman syöttö ei ole tukossa. Kun tämä reikä on suljettu eikä ilmaa (sininen alla olevassa kuvassa) pääse enää anturiin, anturi ei toimi.
Lämmityselementti:
Nykyaikaiset lambda-anturit on varustettu sisäisellä lämmityselementillä. Tämä lämmityselementti varmistaa, että lambda-anturi voi aloittaa mittaamisen mahdollisimman nopeasti kylmäkäynnistyksen jälkeen. Lambda-anturi toimii vain, kun pakokaasut ovat saavuttaneet noin 350 celsiusasteen lämpötilan. Lambda-anturia sisäisesti lämmittämällä voidaan mitata, kun pakokaasut ovat saavuttaneet puolet alun perin vaaditusta lämpötilasta. Muutaman minuutin sijaan voit nyt juosta suljetun kierron tilanteessa vain muutamassa sekunnissa.
Laajakaista-anturi:
Laajakaistasensorin mittausalue on suurempi kuin hyppyanturin. Jopa täyden kuormituksen aikana, kun seos on rikasta, oikea ilma/polttoainesuhde rekisteröidään ja lähetetään ECU:hun. Sen lisäksi, että mittaustarkkuus on korkea, anturi on nopea ja kestää korkeita lämpötiloja (jopa 950-1000 °C). Alla oleva kuva näyttää laajakaistasensorin kaavion.
Laajakaista-anturin on oltava vähintään 600 °C toimiakseen kunnolla. Tästä syystä käytetään lämmityselementtiä (liitäntöjen AF välissä), joka lämmittää anturin kylmän moottorin käynnistyksen jälkeen. Laajakaistaanturi koostuu perinteisestä zirkoniumanturista ja pumppukennosta. Anturi sijoitetaan liitäntöjen D ja E väliin ja pumppukenno C:n ja E:n väliin. Zirkoniumanturin lähtöjännite riippuu lambda-arvoista:
- Varsi: 100 mV;
- Rich: 900 mV.
Laajakaista-anturin pumppukenno yrittää pitää jännitteen vakiona 450 mV:ssa pumppaamalla happea pakoputkeen tai pakoputkesta. Rikkaassa seoksessa happipitoisuus on alhainen, joten pumppukennon täytyy pumpata paljon happea 450 mV:n jännitteen ylläpitämiseksi. Laihalla seoksella pumppukenno pumppaa hapen pois mittakennosta. Tämä muuttaa pumppukennon käyttämää virtaussuuntaa.
Pumppauksen aikana syntyvä virta mitataan. Virtauksen korkeus ja suunta ovat nykyisen ilman ja polttoaineen suhteen mitta. Ohjausyksikkö (yllä olevassa kuvassa katkoviivan oikealla puolella oleva osa) ohjaa pumppukennoa. Jännite pisteessä 4 riippuu hapen mittauselementin välittämästä arvosta. Tämä jännite tulee ohjausyksikön operaatiovahvistimen negatiiviseen liitäntään.
- Rikas seos: jännite operaatiovahvistimen negatiivisessa navassa on suurempi kuin positiivisessa navassa. Vahvistin on kytketty maahan ja lähtöjännite laskee. Virta kulkee E:stä C:hen.
- Laiha seos: operaatiovahvistimen negatiivisen navan jännite on alle 2,45 volttia, jolloin vahvistin kytketään 4 volttiin ja lähtöjännite kasvaa. Virta kulkee C:stä E. Virtauksen suunta on päinvastainen verrattuna rikkaaseen seokseen.
Ohjausyksikkö voi määrittää virran voimakkuuden mittaamalla jännitehäviön vastuksen yli liitännässä 3. Tämän jännitehäviön suuruus on lambda-arvon mitta. Siksi hyppyanturin jännitettä ei voida tarkistaa yleismittarilla sen varmistamiseksi, että anturi toimii edelleen kunnolla.
Hyppyanturi:
Hyppyanturilla on rajoitettu mittausalue. Vanhemmat autot, joissa on vain lambda-anturi katalysaattorille, on usein varustettu hyppyanturilla ohjausanturina. Hyppyanturi luo jännitteen happieron perusteella. Tämä jännite on välillä 0,1 - 0,9 volttia ja se voidaan mitata yleismittarilla.
Lambda-arvot homogeenisessa ja kerrostuneessa palamisprosessissa:
Homogeeninen:
Homogeenisella seoksella lambda-arvo on kaikkialla 1. Tämä tarkoittaa, että bensiinimoottorissa ilman ja polttoaineen suhde on 14,7:1 (14,7 kg ilmaa 1 kg polttoainetta). Jokainen moottori voi toimia tasaisesti. Jos rikastus tapahtuu, lambda-arvo laskee ja jos seos laihennetaan, lambda-arvo kasvaa:
λ<1 = Rikas
λ>1 = Huono
Moottori vaihtelee aina täyteläisen ja laihan välillä, jotta katalysaattori toimii kunnolla.
Kerrostettu:
Suoraruiskutuksella varustetut moottorit voivat toimia vaiheittain osakuormalla. Kerrospolttoprosessi tarkoittaa, että palotilassa on erilaisia ilmakerroksia, joita käytetään palamisen aikana. Lähellä sytytystulppaa lambda-arvo on 1. Kauempana lambda-arvo kasvaa (laihampi, joten enemmän ilmaa). Tämä ilma muodostaa eristävän ilmakerroksen. Kerrostetussa prosessissa ruiskutusaika on myöhempi kuin homogeenisessa prosessissa.
Kerrosruiskutuksen avulla kaasuventtiili voidaan avata kokonaan, jolloin se kuristaa vähemmän ilmaa. Koska imetty ilma tukahdutetaan, se kohtaa vähemmän vastusta ja siksi se voidaan imeä helpommin. Koska lambda-arvo palotilassa kerrosruiskutuksella on pienempi kuin 1 eristävän ilmakerroksen takia, tämä ei aiheuta palamisongelmia. Kerrosprosessin aikana polttoaineenkulutus pienenee.
Täydellä kuormituksella moottori käy aina tasaisesti. Tämä antaa suuremman vääntömomentin kuin kerrosprosessissa. Jos moottori käy tasaisesti, polttoaine ruiskutetaan aikaisin. Moottori käy tasaisesti myös pysähdyksiltä pois ajettaessa. Tällöin käynnistysmomentti on suurempi kuin jos moottoria käytettäisiin kerroksittain
Polttoainesuojat:
Polttoainesuojat muodostetaan lambda-anturin tiedoista. Bensiinimoottorissa käytetään polttoainesäätimiä ihanteellisen ilman/polttoainesuhteen ylläpitämiseksi täydelliseen palamiseen. Tämä vastaa 14,7 kg ilmaa 1 kg polttoainetta kohden, ja sitä kutsutaan stoikiometriseksi sekoitussuhteeksi.
Polttoaineen trimmit tarjoavat korjauskertoimen ruiskutetun polttoaineen perusmäärän säätämiseksi tarvittaessa. Moottorin osien, antureiden ja toimilaitteiden kuluminen ja kontaminaatio otetaan huomioon. Polttoainesäätöjen avulla pakokaasupäästöt auton koko elinkaaren ajalta pidetään lain rajoissa.
Lisätietoja on sivulla: Polttoainesuojat.
