Szerokopasmowe czujniki tlenu (cz. 6) – zasady pracy szerokopasmowego czujnika tlenu typu LSU4.x firmy Bosch

Rys. 19. Uproszczony schemat szerokopasmowego czujnika tlenu typu LSU4.9 i wersji wcześniejszych firmy Bosch, wraz z układem sterującym, w sytuacji gdy przez układ wylotowy silnika przepływają spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1). Elementy na rysunku (zaznaczone tylko istotne dla wytłumaczenia zasady pracy): 1 – spaliny płynące układem wylotowym silnika; 2 – cząstka tlenu; 4 – pompa tlenu; 5 – przestrzeń dyfuzyjna; 6 – bariera dyfuzyjna; 8 – ceramika ogniwa Nernsta (dwustanowego, napięciowego czujnika tlenu); 10 – kanał powietrza odniesienia ogniwa Nernsta; 11 – pomiar natężenia prądu IPM zasilającego pompę tlenu; 12 – pomiar napięcia UN ogniwa Nernsta; 13 – układ sterujący. Oznaczenia: IPM – mierzone natężenie prądu zasilającego pompę tlenu; UN – napięcie ogniwa Nernsta. Rys. a pokazuje sytuację bezpośrednio po tym, jak układ regulacyjny szerokopasmowego czujnika tlenu „dowiedział się” od ogniwa Nernsta (UN < 0,45 V), że przez układ wylotowy silnika płyną spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1). Rys. b pokazuje sytuację, gdy układ regulacji dobrał prawidłową wartość natężenia prądu IPM płynącego w umownym kierunku dodatnim, zasilającego pompę tlenu, która spowodowała, że wartość napięcia UN ogniwa Nernsta osiągnęła wartość 0,45 V – patrz rys. 20. Szczegółowy opis w tekście

Rys. 20. Jeśli wartość napięcia UN czujnika Nernsta jest mniejsza od napięcia odniesienia UO = 0,45 V – punkt A (UN < UO), to dla układu regulacji szerokopasmowego czujnika tlenu jest to informacja, że w przestrzeni dyfuzyjnej (5, rys. 19) elementu pomiarowego są spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1). Informacja ta powoduje, że układ regulacji wybiera dodatni kierunek prądu IPM (umowny), który zasila pompę tlenu, i tak dobiera wartość tego prądu, aby wartość napięcia UN ogniwa Nernsta zrównała się z wartością napięcia odniesienia UO – punkt B (UN = UO)

Rys. 21. Charakterystyka szerokopasmowego czujnika tlenu typu LSU4.9 i wersji wcześniejszych firmy Bosch (źródło: Robert Bosch)

Diagnostyka