科目：
- ラムダプローブ
- ヴァーウォーミングスエレメント
- ラムダセンサーで測定
- 均質および成層燃焼プロセスにおけるラムダ値
- 燃料トリム
ラムダセンサー:
ガソリン エンジンと EOBD を搭載した現代のすべての車には、排気管に 1 つまたは 2 つのラムダ センサーが取り付けられています。 多くの場合、触媒の前に制御センサー (ブロードバンド センサー) があり、触媒の後に制御センサー (ジャンプ センサー) があります。 ラムダ センサーが 1 つだけ (触媒コンバーター用) 存在する場合、それはほとんどの場合ジャンプ センサーです。 ジャンプセンサーはジルコニウムセンサーとも呼ばれます。 下の画像は、シリンダー バンク 1 (番号 2 と 2) とシリンダー バンク 3 (番号 4 と XNUMX) のフロントとリアのラムダ センサーを示しています。
ラムダセンサーは、排気ガス中の空気と燃料の組成をチェックします。 測定データはエンジン制御ユニットに送信されます。 触媒コンバーターはリーンとリッチの間で定期的に変化する混合気を扱うため、ラムダ センサーは触媒コンバーターが機能するために必要です。 コントロールプローブは本質的に混合物の組成を「コントロール」します。 エンジン制御ユニットは制御プローブから測定データを受信し、それに応じて噴射を調整します。 混合気が薄すぎる場合は、より多くの燃料が噴射されます。 混合気が濃すぎる場合は、混合気を再び薄くするためにインジェクターの噴射時間が短縮されます。
車両に 160.000 つのセンサーが装備されている場合、ジャンプ センサーは触媒コンバーターの後の排気ガス中の酸素含有量を記録します。 これにより、触媒が排気ガスを適切に変換したかどうかを確認します。 触媒に欠陥がある場合（たとえば、内部に欠陥がある場合、または単に経年劣化が原因である場合）、ジャンプ センサーは触媒の機能低下を認識します。 その後、エンジン障害ライトが点灯します。 車が読み取られると、触媒コンバーターが正常に機能していないという情報を含む障害コードが表示されます。 ラムダセンサーの寿命は通常約 XNUMX km です。 ラムダセンサーが古くなると、エンジン障害ライトが点灯しなくても、測定結果に影響が出る可能性があります。
噴射システムのページでは、混合気の組成が排気ガス、パワー、燃料消費にどのような影響を与えるかについて説明しています。
ラムダセンサーは排気ガスと外気を比較します。 したがって、プローブ内の外気供給が詰まっていないことが重要です。 この穴が閉まり、空気 (下の画像の青色) がセンサーに侵入できなくなると、センサーは機能しなくなります。
過熱要素:
最新のラムダ センサーには内部発熱体が装備されています。 この加熱要素により、ラムダ センサーはコールド スタート後にできるだけ早く測定を開始できるようになります。 ラムダセンサーは、排気ガスの温度が約 350 ℃に達した場合にのみ機能します。 ラムダセンサーを内部で加熱することで、排気ガスが本来必要な温度の半分に達したときに測定できます。 わずか数分ではなく、わずか数秒で閉ループ状況を実行できるようになりました。
ブロードバンドセンサー:
ブロードバンドセンサーはジャンプセンサーよりも測定範囲が広いです。 全負荷時でも、混合気が濃い場合には、正しい空燃比が登録され、ECU に送信されます。 測定精度が高いだけでなく、センサーは高速であり、高温 (最大 950 ～ 1000°C) にも耐えることができます。 下の画像は、ブロードバンド センサーの回路図を示しています。
ブロードバンドセンサーが正常に動作するには、少なくとも 600°C でなければなりません。 そのため、エンジンの冷間始動後にセンサーを加熱する発熱体が (接続部 AF 間で) 使用されます。 広帯域センサーは、従来のジルコニウムセンサーとポンプセルで構成されています。 センサーは接続 D と E の間に配置され、ポンプ セルは接続 C と E の間に配置されます。 ジルコニウム センサーの出力電圧はラムダ値によって異なります。
- アーム: 100mV;
- リッチ：900mV。
広帯域センサーのポンプ セルは、排気に酸素を送り込んだり、排気から酸素を送り込んだりして、電圧を 450 mV で一定に保とうとします。 濃厚な混合物では酸素含有量が低いため、450 mV の電圧を維持するためにポンプ セルは大量の酸素を送り込む必要があります。 希薄混合気の場合、ポンプセルは測定セルから酸素を送り出します。 これにより、ポンプ セルで使用される流れの方向が変わります。
ポンピング中に発生する電流を測定します。 流れの高さと方向は、現在の空燃比の尺度になります。 制御ユニット (上図の破線の右側の部分) はポンプ セルを制御します。 ポイント 4 の電圧は、酸素測定素子によって送信される値に依存します。 この電圧は、コントロールユニットのオペアンプのマイナス接続に到達します。
- 濃厚混合物: オペアンプのマイナス端子の電圧がプラス端子よりも高くなります。 アンプがグランドに接続されると、出力電圧が低下します。 EからCに電流が流れます。
- 希薄混合気: オペアンプのマイナス端子の電圧が 2,45 ボルトより低いため、アンプは 4 ボルトに接続され、出力電圧が増加します。 電流は C から E に流れます。流れの方向は、濃厚混合気と比べて逆になります。
制御ユニットは、接続 3 の抵抗器の両端の電圧降下を測定することにより、電流の強さを判断できます。 この電圧降下のサイズがラムダ値の尺度になります。 したがって、ジャンプ センサーの電圧をマルチメーターでチェックして、センサーが適切に機能しているかどうかを確認することはできません。
ジャンプセンサー:
ジャンプセンサーの測定エリアは限られています。 触媒コンバーターにラムダセンサーしか搭載されていない古い車には、制御センサーとしてジャンプセンサーが装備されていることがよくあります。 ジャンプセンサーは酸素の差に基づいて電圧を生成します。 この電圧は 0,1 ～ 0,9 ボルトであり、マルチメータで測定できます。
均質および成層燃焼プロセスにおけるラムダ値:
同種の：
均一な混合気ではラムダ値はどこでも 1 であり、これはガソリン エンジンの空気と燃料の比率が 14,7:1 (14,7 kg の空気と 1 kg の燃料) であることを意味します。 各モーターは均一に動作します。 濃縮が行われるとラムダ値は減少し、混合物がより希薄になるとラムダ値は増加します。
λ<1 = リッチ
λ>1 = 悪い
エンジンは、触媒コンバーターを適切に動作させるために、常にリッチとリーンの間で変動します。
レイヤード:
直接噴射を備えたエンジンは、部分負荷で段階的に動作できます。 層状燃焼プロセスとは、燃焼中に使用される燃焼空間にさまざまな空気層が存在することを意味します。 スパーク プラグに近い場合、ラムダ値は 1 です。スパーク プラグから離れると、ラムダ値は高くなります (より希薄になるため、空気が多くなります)。 この空気が断熱空気層を形成します。 層状プロセスでは、射出時間は均一プロセスよりも遅くなります。
積層噴射のおかげでスロットルバルブを全開にできるため、空気の詰まりが少なくなります。 吸い込んだ空気は脱母化されているため抵抗が少なく、吸い込みやすくなっています。 層状噴射による燃焼空間は断熱空気層によりラムダ値が1より小さくなるため、燃焼に問題はありません。 レイヤリングプロセス中に燃料消費量が減少します。
全負荷時、モーターは常に均一に動作します。 これにより、積層プロセスよりも高いトルクが得られます。 エンジンが均一に作動する場合、燃料は早期に噴射されます。 停止状態からの発進時もエンジンは均一に作動します。 エンジンが多層的に動作する場合よりも高い始動トルクが得られます。
燃料トリム:
燃料トリムはラムダセンサーデータから形成されます。 燃料トリムは、完全燃焼のための理想的な空燃比を維持するためにガソリン エンジンで使用されます。 これは、燃料 14,7 kg に対して空気 1 kg に相当し、化学量論混合比と呼ばれます。
燃料トリムは、必要に応じて基本的な燃料噴射量を調整するための補正係数を提供します。 エンジン部品、センサー、アクチュエーターの摩耗や汚れが考慮されます。 燃料調整の助けを借りて、自動車のライフサイクル全体にわたる排気ガス排出量は法的基準内に維持されます。
詳細については、次のページを参照してください。 燃料調整。
