Diagnostyka

Części i regeneracja

Diagnostyka

6 miesięcy temu  08.03.2021, ~ Administrator   

4-przewodowe szerokopasmowe sondy lambda. Porady dotyczące diagnostyki usterek
Strona 1 z 2

Całkowite zużycie sondy lambda, cechuje wiele symptomów pozwalających jednoznacznie wskazać na konieczność jej wymiany. Natomiast, jeżeli sonda powoli ulega zużyciu, diagnostyka jest znacznie utrudniona.

Zdiagnozowane kody usterek mogą być trudne w interpretacji i bardzo często sonda jest wymieniana bez potrzeby, według niezbyt profesjonalnej metody prób i błędów. Jednakże nie jest to najlepszy sposób, tym bardziej, gdy okazuje się, że wymiana nie rozwiązuje problemu, a poniesione koszty są znaczne.

Przykładem może być wymiana sterującej sondy lambda w Toyocie RAV 4, rocznik 2009. Powodem podjęcia decyzji o wymianie była nierównomierna praca silnika oraz kod usterki P0171. Test multimetrem wykazywał różne odczyty wartości napięcia.

Napięcie zmierzone na wszystkich przewodach sondy wynosiło 0,3 V i nie zmieniało się bez względu na to czy silnik pracował, czy też nie. Nowa sonda dawała takie same odczyty i ostatecznie mechanik zwrócił się o pomoc do firmy Blue Print.

Problem polega na tym, że sonda ta posiada cztery przewody – podobnie jak wąskopasmowe sondy lambda. Ale w rzeczywistości jest szerokopasmową sondą lambda, zwaną również sondą mierzącą proporcję powietrza do paliwa (AFR). Ten typ sondy jest stosowany od wielu lat. Rozwiązanie to jest niezawodne, ale diagnostyka bardzo różni się od konwencjonalnej sondy O2.

Jak to działa?

Sonda tego typu wskazuje stałe napięcie 0,3 V, zamiast przesyłać do modułu sterującego sygnały napięciowe z przedziału 0,2 V ÷ 0,8 V. Zmiana wartości sygnału napięciowego równałaby się zmianie dawki paliwa, w celu utrzymania stechiometrycznego składu mieszanki, λ = 1.

Różnice w budowie?

Pod względem zastosowanego materiału sonda ta jest podobna do konwencjonalnej wąskopasmowej sondy cyrkonowej, ale ma budowę planarną. Podstawową różnicę stanowi zasada działania. Sondy wąskopasmowe określane są mianem pasywnych, ponieważ same wytwarzają napięcie w oparciu o różnice poziomu O2 na platynowych elektrodach, wystawionych na działanie tlenu zawartego w powietrzu oraz w spalinach. Sondy mierzące proporcje powietrza do paliwa (AFR) są sterowane przez moduł sterujący pracą silnika. Na rysunku 1 przedstawiono bardzo uproszczony schemat układu sterowania.

W modelach Toyoty, podczas pracy silnika i składzie mieszanki λ = 1, sonda wytwarza stałą wartość napięcia 0,3 V. Wystawiona na działanie powietrza atmosferycznego elektroda B (komora powietrza referencyjnego – z reguły ujemna) jest zasilana przez moduł sterujący pracą silnika napięciem 3 V – w konsekwencji elektroda A ma napięcie 3,3 V (3 V + 0,3 V). Zadaniem regulatora PID (regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący) w module sterującym pracą silnika, jest utrzymanie różnicy w wysokości 0,3 V bez względu na poziom zawartości tlenu w spalinach.

Przy λ = 1 napięcie na elektrodzie A wynosi 3,3 V i jest połączone z wzmacniaczem operacyjnym (Ω; A), w którym drugie wejście jest ustawione na 3,3 V. Wzmacniacz operacyjny przesyła różnicę napięcia pomiędzy dwoma wejściami 3,3 V. W ten sposób, przy λ = 1, napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego wynosi 0 V i w rezultacie regulator PID podaje 3,3 V w celu zrównoważenia napięcia na elektrodzie A, a przez rezystor nie płynie prąd. Gdy silnik pracuje na ubogiej mieszance, napięcie na elektrodzie A spada. Wtedy wzmacniacz operacyjny generuje dodatnie napięcie, a regulator PID reaguje zwiększając napięcie zasilające elektrodę A, która z powrotem ma napięcie 3,3 V, co skutkuje przepływem prądu przez rezystor.

Im bardziej uboga mieszanka, tym wyższe napięcie wyjściowe regulatora PID, a tym samym zwiększony przepływ prądu przez rezystor. Jeżeli silnik pracuje na bogatej mieszance, zachodzi odwrotna sytuacja. Napięcie na elektrodzie A wzrasta, a wzmacniacz operacyjny podaje napięcie ujemne. Z kolei regulator PID zmniejsza swoje napięcie wyjściowe powodując tym samym utrzymanie stałej wartości napięcia na elektrodzie A o wartości 3,3 V. Napięcie wyjściowe regulatora PID wskazuje, na jak ubogiej lub bogatej mieszance pracuje silnik. W odróżnieniu od konwencjonalnych sond O2, w przypadku sond mierzących proporcje powietrza do paliwa (AFR), gdy mieszanka paliwowa jest uboga, sygnał napięcia pokazywany na testerze diagnostycznym wzrasta (a nie spada). Dzieje się tak również dlatego, że sygnał napięcia płynie od modułu zasilania PCM, a nie od samej sondy. W przeciwieństwie do konwencjonalnej sondy O2 nie można użyć oscyloskopu do sprawdzenia reakcji sondy na zmiany proporcji powietrza do paliwa.

Dlaczego są stosowane?

Sondy AFR wskazują, jak bogata lub uboga jest mieszanka paliwowo-powietrzna, a odpowiednia korekta może zostać przeprowadzona bardzo szybko. Sondy wąskopasmowe pokazują tylko, czy mieszanka jest bogata lub uboga. Tym samym, wymagana korekta składu trwa długo, powodując wzrost emisji oraz nierównomierną pracę silnika.

W przeciwieństwie do sond typu AFR, sondy wąskopasmowe nie nadają się do silników wysokoprężnych oraz benzynowych z wtryskiem bezpośrednim.

Problemy w pracy sond typu AFR

• Sondy typu AFR generują takie same problemy, co wąskopasmowe sondy O2.
• Uszkodzona sonda może nie wskazywać rzeczywistej wartości λ, dlatego należy użyć analizatora spalin do porównania z danymi odczytanymi z testera diagnostycznego.
• Zanieczyszczone sondy mogą pracować z opóźnieniem lub w ogóle nie reagować. Źródłem zanieczyszczeń może być płyn chłodzący pochodzący z wewnętrznych wycieków silnika, fosfor powstający w wyniku nadmiernego zużycia oleju silnikowego, krzemionka z uszczelniaczy silikonowych stosowanych w kolektorze wylotowym lub dolotowym, olej lub paliwo spływające w wyniku efektu kapilarnego do komory z powietrzem referencyjnym.
• Podstawowe znaczenie ma obwód sterujący grzałką – sondy te pracują w temperaturze znacznie wyższej od konwencjonalnych czujników. Dlatego należy sprawdzić rezystancję grzałki oraz sygnał modulacji szerokości impulsów PWM na grzałce.
• Uszkodzony obwód grzałki może powodować kod usterki P0031/2.

Jak się czujesz po przeczytaniu tego artykułu ? Głosów: 52

  • 28
    ZADOWOLONY
  • 3
    ZASKOCZONY
  • 9
    POINFORMOWANY
  • 9
    OBOJĘTNY
  • 0
    SMUTNY
  • 3
    WKURZONY
  • 0
    BRAK SŁÓW

Komentarze (0)

dodaj komentarz
Aby dodać komentarz musisz podać wynik
    Nie ma jeszcze komentarzy...
do góry strony