Przedni czujnik tlenu
Tylny czujnik tlenu
W układzie wydechowym silnika znajdują się 4 czujniki tlenu. Dwa przednie czujniki (UHEGO) znajdują się przed katalizatorem, a dwa tylne czujniki (HEGO) znajdują się za katalizatorem. Czujniki mierzą zawartość tlenu w spalinach. Uzyskane dane służą do regulacji składu mieszaniny roboczej. Umiejscowienie czujnika w strumieniu spalin każdego rzędu cylindrów pozwala ECM (jednostce sterującej silnika) oddzielnie regulować dopływ paliwa do cylindrów każdego rzędu i dokładniej utrzymywać skład mieszanki roboczej, co zwiększa wydajność konwertera.
Prawidłowa praca czujników tlenu jest możliwa tylko pod warunkiem ich nagrzania do wysokiej temperatury. Aby osiągnąć wymagane wysokie temperatury, czujniki wyposażone są w elementy grzejne sterowane sygnałami PWM (modulacja szerokości impulsu) przesyłanymi przez ECM (moduł sterujący silnika). Elementy grzejne zaczynają działać natychmiast po uruchomieniu silnika. Działają również przy małych obciążeniach, gdy temperatura spalin nie jest wystarczająca do ogrzania czujników. Awaria grzałki powoduje wydłużenie okresu przygotowania czujnika do pracy, co opóźnia przejście do zamkniętego obiegu regulacji i zwiększa wydzielanie substancji toksycznych. Cykl pracy sygnałów PWM (modulacja szerokości impulsu) jest stale monitorowany, aby zapobiec szokowi termicznemu w przypadku zimnych czujników.
Czujniki UHEGO (Universal Heated Oxygen Sensors) charakteryzują się niemal liniową reakcją i generują sygnał o stałym napięciu o zmiennym natężeniu prądu, proporcjonalnym do zawartości tlenu w spalinach. Umożliwia to realizację regulacji w pętli zamkniętej (ze sprzężeniem zwrotnym) składu mieszanki roboczej np. w trybie rozgrzewania silnika (po rozgrzaniu sondy lambda do poziomu gotowości). Pozwala to na dokładniejszą regulację zawartości substancji toksycznych w spalinach.
Czujniki HEGO zawierają element cyrkonowy i generują napięcie wyjściowe zależne od stosunku stężenia tlenu w spalinach i atmosferze. Czujnik jest elementem galwanicznym zamkniętym w porowatym płaszczu ceramicznym. Napięcie generowane przez element ceramiczny zależy od tlenu dyfundującego przez płaszcz. Napięcie nominalne dla stechiometrycznego składu mieszaniny (I=1) waha się od 300 do 500 mV. Gdy mieszanina staje się bogatsza (l ＜ 1) napięcie wzrasta do 900 mV, gdy staje się uboższa (l ＞ 1) spada do 0 V. Końcówka czujnika wytrzymuje nagrzewanie do 1000 stopni Celsjusza przez nie więcej niż 100 godzin.
Wraz ze wzrostem przebiegu pojazdu czujnik starzeje się, co zwiększa czas reakcji przy zmianie mieszanki bogatej na ubogą i odwrotnie. Zwiększenie czasu reakcji wpływa na sterowanie w pętli zamkniętej ECM (moduł sterujący silnika) i prowadzi do stopniowego wzrostu emisji spalin. Pomiar czasu reakcji na przejście składu mieszanki przez jeden służy do diagnozowania stanu przednich czujników.
Diagnostyka obwodów elektrycznych przednich i tylnych czujników tlenu odbywa się w sposób ciągły. Diagnostykę przeprowadza się poprzez porównanie maksymalnych i minimalnych progów oznak pęknięcia i zwarcia.
Czujniki tlenu wymagają niezwykle ostrożnego obchodzenia się zarówno przed, jak i podczas instalacji. Ceramiczne części czujnika mogą pęknąć w przypadku upuszczenia, uderzenia lub nadmiernego dokręcenia. Czujniki należy dokręcać sprawdzonym kluczem dynamometrycznym, moment dokręcania wynosi 40-50 Nm. Końcówkę czujnika należy chronić przed zanieczyszczeniem smarem przeciwzatarciowym nałożonym na gwintowaną część czujnika.
Rodzaje awarii
- Mechaniczne uszkodzenie czujnika i nieprawidłowy montaż.
- Otwarty obwód/czujnik odłączony.
- Zwarcie do zasilania lub masy.
- Skład mieszaniny jest poza zakresem roboczym.
- Czujniki rzędów A i B są skrzyżowane (pomieszane złącza).
- Zanieczyszczenie ("zatrucie") czujnika wskutek użycia paliwa ołowiowego lub z innych powodów.
- Zmiana charakterystyki czujnika.
- Uszkodzenie wiązki przewodów.
- Wyciek powietrza do układu wydechowego.
Oznaki kłopotów
- Domyślne przejście na sterowanie dopływem paliwa do cylindrów określonego rzędu bez sprzężenia zwrotnego
- Wysoka zawartość CO.
- Silny zapach siarkowodoru (zapach zgniłych jaj) przed przejściem do trybu domyślnego.
- Zwiększone uwalnianie substancji toksycznych.
Komentarze do tego artykułu