Diagnostyka

Kontynuujemy temat zasad pracy szerokopasmowego czujnika tlenu typu LSU4.x firmy Bosch.

Zasada określania składu mieszanki ubogiej (λ > 1,00)
Układem wylotowym płyną spaliny (1), pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1) – rys. 19a. Wpływają one przez barierę dyfuzyjną (6) do przestrzeni dyfuzyjnej (5). Wypełnienie przestrzeni dyfuzyjnej (5) przez spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1) powoduje, że napięcie ogniwa Nernsta UN < 0,45 V. Układ sterujący (13) szerokopasmowego czujnika tlenu mierzy wartość tego napięcia. Ilustruje to pomiar miernikiem (12). Dla układu regulacji napięcie o wartości UN < 0,45 V oznacza, że w przestrzeni dyfuzyjnej (5) są w danej chwili spaliny, pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1). Ta wartość napięcia ogniwa Nernsta (UN) oznacza, że pompa tlenu (4) układu regulacji szerokopasmowego czujnika tlenu musi wypompować tlen z przestrzeni dyfuzyjnej (5), aby zawartość tlenu w niej była taka sama, jak zawartość tlenu w spalinach pochodzących ze spalenia mieszanki stechiometrycznej (λ = 1). Potwierdzeniem uzyskania tej zawartości tlenu w przestrzeni dyfuzyjnej (5) będzie to, że napięcie ogniwa Nernsta osiągnie wartość UN = 0,45 V.
Aby ten cel osiągnąć, układ sterujący (13) szerokopasmowego czujnika tlenu zasila pompę tlenu (4; rys. 19b) prądem IPM o umownym dodatnim kierunku i takiej wartości natężenia, aby wartość napięcia ogniwa Nernsta, mierzona miernikiem (12), osiągnęła wartość UN = 0,45 V.
Dodatnia wartość natężenia prądu IPM, mierzona miernikiem (11; rys. 19b), jest dla modułu sterującego (13) informacją o wartości współczynnika lambda (λ) spalonej ubogiej mieszanki. Ta informacja jest przesyłana do sterownika silnika.
Zadanie realizowane przez układ regulacji szerokopasmowego czujnika tlenu, celem określenia składu spalonej ubogiej mieszanki, można przedstawić na charakterystyce ogniwa Nernsta – patrz rys. 20.

Charakterystyka szerokopasmowego czujnika tlenu typu LSU4.x firmy Bosch
Przedstawia ją rys. 21. Jest ona zależnością wartości natężenia prądu IPM zasilającego pompę tlenu (4; rys. 19) od wartości współczynnika lambda (λ) składu mieszanki.
Wartość zerowa natężenia prądu IPM informuje, że przez układ wylotowy płyną spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki stechiometrycznej (λ = 1). Wartość ujemna natężenia prądu IPM informuje, że przez układ wylotowy płyną spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki bogatej (λ < 1). Z kolei wartość dodatnia natężenia prądu IPM wskazuje, że przez układ wylotowy płyną spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1).
Jeśli tester diagnostyczny odczytuje ze sterownika tylko wartość natężenia prądu IPM, to aby poznać wartość współczynnika lambda (λ) składu mieszanki, konieczna jest znajomość charakterystyki czujnika tlenu. Przeważnie jednak testery diagnostyczne podają dodatkowo tylko wartość współczynnika lambda (λ) składu spalanej mieszanki.

mgr inż. Stefan Myszkowski