Przedmioty:
- Sonda Lambda
- Element Verwarmings
- Pomiar przy sondzie lambda
- Wartości lambda w jednorodnym i warstwowym procesie spalania
- Listwy paliwowe
Sonda lambda:
Każdy nowoczesny samochód z silnikiem benzynowym i EOBD posiada 1 lub 2 sondy lambda zamontowane w wydechu. Często czujnik sterujący przed katalizatorem (czujnik szerokopasmowy) i czujnik sterujący za katalizatorem (czujnik skoku). Jeżeli występuje tylko jedna sonda lambda (dla katalizatora), w większości przypadków jest to czujnik skoku. Czujnik skoku nazywany jest także czujnikiem cyrkonowym. Poniższy rysunek przedstawia przednie i tylne sondy lambda rzędu cylindrów 1 (numery 1 i 2) oraz rzędu cylindrów 2 (numery 3 i 4).
Sonda lambda sprawdza skład powietrza i paliwa w spalinach. Dane z pomiarów przesyłane są do sterownika silnika. Sonda lambda jest niezbędna do działania katalizatora, ponieważ współpracuje z mieszanką regularnie zmieniającą się z ubogiej na bogatą. Sonda kontrolna zasadniczo „kontroluje” skład mieszaniny; sterownik silnika odbiera dane pomiarowe z sondy sterującej i odpowiednio reguluje wtrysk. Jeśli mieszanka była zbyt uboga, wtryskiwana jest większa ilość paliwa. Jeżeli mieszanka jest zbyt bogata, czas wtrysku wtryskiwacza zostanie skrócony, przez co mieszanka będzie ponownie uboga.
Gdy pojazd jest wyposażony w dwa czujniki, czujnik skoku rejestruje zawartość tlenu w spalinach za katalizatorem; Sprawdza to, czy katalizator prawidłowo przekształcił gazy spalinowe. Jeśli katalizator jest uszkodzony (np. uszkodzone jest wnętrze lub jest po prostu skutkiem starzenia), czujnik skoku wykryje nieprawidłowe działanie katalizatora. Następnie włącza się kontrolka awarii silnika. Po odczytaniu samochodu wyświetli się kod błędu z informacją o nieprawidłowej pracy katalizatora. Sonda lambda często wytrzymuje około 160.000 XNUMX km. Gdy sonda lambda stanie się przestarzała, może to mieć wpływ na wyniki pomiarów bez włączania się kontrolki awarii silnika.
Strona układu wtryskowego wyjaśnia, jak skład mieszanki wpływa na spaliny, moc i zużycie paliwa.
Sonda lambda porównuje spaliny z powietrzem zewnętrznym. Dlatego ważne jest, aby dopływ powietrza z zewnątrz do sondy nie był zatkany. Kiedy ten otwór zostanie zamknięty i do czujnika nie będzie już mogło przedostać się powietrze (niebieskie na obrazku poniżej), czujnik nie będzie działać.
Element grzewczy:
Nowoczesne sondy lambda są wyposażone w wewnętrzny element grzejny. Ten element grzejny zapewnia, że sonda lambda może rozpocząć pomiar tak szybko, jak to możliwe, po uruchomieniu zimnego silnika. Sonda lambda działa tylko wtedy, gdy spaliny osiągną temperaturę około 350 stopni Celsjusza. Ogrzewając wewnętrznie sondę lambda, można zmierzyć, czy spaliny osiągnęły połowę pierwotnie wymaganej temperatury. Zamiast zaledwie kilku minut, możesz teraz biegać w pętli zamkniętej w ciągu zaledwie kilku sekund.
Czujnik szerokopasmowy:
Czujnik szerokopasmowy ma większy zakres pomiarowy niż czujnik skoku. Nawet przy pełnym obciążeniu, gdy mieszanka jest bogata, rejestrowany jest prawidłowy stosunek powietrza do paliwa i wysyłany do ECU. Nie tylko dokładność pomiaru jest wysoka, ale czujnik jest szybki i wytrzymuje wysokie temperatury (do 950-1000°C). Poniższy obrazek przedstawia schemat czujnika szerokopasmowego.
Aby czujnik szerokopasmowy działał prawidłowo, musi mieć temperaturę co najmniej 600°C. Dlatego zastosowano element grzejny (pomiędzy przyłączami AF), który podgrzewa czujnik po uruchomieniu zimnego silnika. Czujnik szerokopasmowy składa się z konwencjonalnego czujnika cyrkonowego i ogniwa pompy. Czujnik umieszcza się pomiędzy przyłączami D i E, a ogniwo pompy pomiędzy C i E. Napięcie wyjściowe czujnika cyrkonowego zależy od wartości lambda:
- Uzbrojenie: 100 mV;
- Bogaty: 900 mV.
Ogniwo pompy w czujniku szerokopasmowym stara się utrzymać stałe napięcie na poziomie 450 mV, pompując tlen do lub z układu wydechowego. W bogatej mieszance zawartość tlenu jest niska, dlatego ogniwo pompy musi pompować dużo tlenu, aby utrzymać napięcie 450 mV. W przypadku ubogiej mieszanki ogniwo pompy pompuje tlen z celi pomiarowej. Zmienia to kierunek przepływu stosowany przez komorę pompy.
Mierzony jest prąd wytwarzany podczas pompowania. Wysokość i kierunek przepływu są miarą aktualnego stosunku powietrza do paliwa. Jednostka sterująca (część po prawej stronie linii przerywanej na powyższym obrazku) steruje komorą pompy. Napięcie w punkcie 4 zależy od wartości przesyłanej przez element pomiarowy tlenu. Napięcie to dociera do ujemnego połączenia wzmacniacza operacyjnego w jednostce sterującej.
- Bogata mieszanka: napięcie na zacisku ujemnym wzmacniacza operacyjnego jest wyższe niż na zacisku dodatnim. Wzmacniacz jest podłączony do masy, a napięcie wyjściowe będzie spadać. Prąd popłynie od E do C.
- Uboga mieszanka: napięcie na zacisku ujemnym wzmacniacza operacyjnego jest niższe niż 2,45 wolta, co powoduje podłączenie wzmacniacza do 4 woltów i napięcie wyjściowe wzrośnie. Prąd będzie płynął od C do E. Kierunek przepływu jest odwrotny w porównaniu do mieszanki bogatej.
Jednostka sterująca może określić natężenie prądu, mierząc spadek napięcia na rezystorze na połączeniu 3. Wielkość tego spadku napięcia jest miarą wartości lambda. Dlatego też nie można sprawdzić napięcia czujnika skoku za pomocą multimetru, aby upewnić się, że czujnik nadal działa prawidłowo.
Czujnik skoku:
Czujnik skoku ma ograniczony obszar pomiarowy. Starsze samochody wyposażone wyłącznie w sondę lambda katalizatora są często wyposażone w czujnik skoku jako czujnik sterujący. Czujnik skoku generuje napięcie w oparciu o różnicę tlenu. Napięcie to wynosi od 0,1 do 0,9 V i można je zmierzyć za pomocą multimetru.
Wartości lambda w jednorodnym i warstwowym procesie spalania:
Jednorodny:
Przy jednorodnej mieszance wartość lambda wynosi wszędzie 1. Oznacza to, że w silniku benzynowym stosunek powietrza do paliwa wynosi 14,7:1 (14,7 kg powietrza na 1 kg paliwa). Każdy silnik może pracować równomiernie. Jeśli nastąpi wzbogacenie, wartość lambda spadnie, a jeśli mieszanka stanie się uboższa, wartość lambda wzrośnie:
λ<1 = Bogaty
λ>1 = Słabo
Aby katalizator działał prawidłowo, silnik zawsze będzie się wahać pomiędzy mieszanką bogatą i ubogą.
Warstwowe:
Silniki z wtryskiem bezpośrednim mogą pracować fazowo przy częściowym obciążeniu. Warstwowy proces spalania oznacza, że w przestrzeni spalania znajdują się różne warstwy powietrza wykorzystywane podczas spalania. W pobliżu świecy wartość lambda wynosi 1. Dalej wartość lambda staje się wyższa (mniejsza, więc więcej powietrza). Powietrze to tworzy izolującą warstwę powietrza. W procesie warstwowym czas wtrysku jest dłuższy niż w procesie jednorodnym.
Za pomocą wtrysku warstwowego przepustnicę można całkowicie otworzyć, dzięki czemu mniej dławi powietrze. Ponieważ zasysane powietrze jest pozbawione masy, napotyka mniejszy opór i dzięki temu może być łatwiej zasysane. Ponieważ wartość lambda w przestrzeni spalania przy wtrysku warstwowym jest mniejsza od 1 ze względu na izolującą warstwę powietrza, nie powoduje to żadnych problemów ze spalaniem. Podczas procesu nakładania warstw zużycie paliwa maleje.
Przy pełnym obciążeniu silnik zawsze pracuje równomiernie. Daje to wyższy moment obrotowy niż w przypadku procesu warstwowego. Jeśli silnik pracuje równomiernie, paliwo wtryskiwane jest wcześniej. Silnik pracuje równomiernie również podczas ruszania z miejsca. Występuje wówczas wyższy moment rozruchowy, niż gdyby silnik pracował warstwowo
Listwy paliwowe:
Korektory paliwa tworzone są na podstawie danych z sondy lambda. Mieszanki paliwa stosowane są w silniku benzynowym w celu utrzymania idealnego stosunku powietrza do paliwa dla całkowitego spalania. Wynosi to 14,7 kg powietrza na 1 kg paliwa i nazywa się stechiometrycznym stosunkiem mieszania.
Korektory paliwa zapewniają współczynnik korekcyjny pozwalający w razie potrzeby dostosować podstawową ilość wtryskiwanego paliwa. Uwzględnia się zużycie i zanieczyszczenie części silnika, czujników i siłowników. Dzięki korektom paliwa emisja spalin przez cały cykl życia samochodu jest utrzymywana w granicach norm prawnych.
Więcej informacji znajdziesz na stronie: Listwy paliwowe.
