autoEXPERT

Praca szerokopasmowego czujnika tlenu w sytuacji, gdy przez układ wylotowy silnika przepływają
spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1)

Układem wylotowym płyną spaliny 1, pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1) - rys. 59a. Wpływają one przez barierę dyfuzyjną 6 do przestrzeni dyfuzyjnej 5. Ponieważ w przestrzeni
dyfuzyjnej 5 są spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1), to napięcie ogniwa Nernsta UN < 0,45 V - przykładowo UN = 0,1 V, mierzone miernikiem 12. Taką przykładową wartość
napięcia oznacza również punkt A (Rys. 60), zaznaczony na charakterystyce ogniwa Nernsta.

Układ sterujący 13 szerokopasmowego czujnika tlenu mierzy wartość napięcia ogniwa Nernsta UN. Napięcie o wartości UN = 0,1 V interpretuje on tak, że w przestrzeni dyfuzyjnej 5 są w danej
chwili spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej, charakteryzowane współczynnikiem składu mieszanki λ > 1. Ta wartość napięcia ogniwa Nernsta UN oznacza, że układ sterujący 13 szerokopasmowego czujnika tlenu musi z pomocą pompy 4 wypompować z przestrzeni
dyfuzyjnej 5 część tlenu, aby zawartość tlenu była taka sama jak zawartość tlenu w spalinach pochodzących ze spalenia mieszanki stechiometrycznej (λ = 1), czego potwierdzeniem będzie uzyskanie
napięcia ogniwa Nernsta wartości UN = 0,45 V.

Aby ten cel osiągnąć, układ sterujący 13 szerokopasmowego czujnika tlenu zasila pompę tlenu 4 (Rys. 59b) prądem o umownym kierunku dodatnim i o takim natężeniu IPM, aby wartość napięcia
ogniwa Nernsta osiągnęła wartość UN = 0,45 V - miernik 12, rys. 59b. Pompa tlenu 4 wypompowuje nadmiar tlenu z przestrzeni dyfuzyjnej 5 do spalin płynących układem wylotowym. To zadanie, realizowane przez układ sterujący 13 szerokopasmowego czujnika tlenu, można przedstawić na charakterystyce ogniwa Nernsta (rys.60.) jako przejście od wartości napięcia w punkcie A do wartości napięcia w punkcie B.

Mierzona miernikiem 11 (Rys. 59.b) wartość natężenia prądu IPM > 0 (dodatni kierunek prądu jest umowny) jest tak interpretowana przez sterownik silnika oraz przez diagnostę (jeśli odczytuje ją ze sterownika), że w danej chwili przez układ wylotowy silnika płyną spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1) o składzie charakteryzowanym wartością współczynnika lambda (λ)
składu mieszanki, którą można odczytać z charakterystyki szerokopasmowego czujnika tlenu - patrz rys. 63.

Praca szerokopasmowego czujnika tlenu w sytuacji, gdy przez układ wylotowy silnika przepływają
spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki bogatej (λ < 1)

Układem wylotowym płyną spaliny 1, pochodzące ze spalenia mieszanki bogatej (λ < 1) - rys. 61a. Wpływają one przez barierę dyfuzyjną 6 do przestrzeni dyfuzyjnej 5. Ponieważ w przestrzeni dyfuzyjnej 5 są spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki bogatej (λ < 1), to napięcie ogniwa Nernsta UN > 0,45 V - przykładowo UN = 0,8 V, mierzone miernikiem 12.

Taką przykładową wartość napięcia oznacza również punkt A (Rys. 62), zaznaczony na charakterystyce ogniwa Nernsta. Układ sterujący 13 szerokopasmowego czujnika tlenu mierzy wartość napięcia
ogniwa Nernsta UN. Napięcie o wartości UN = 0,8 V interpretuje on tak, że w przestrzeni dyfuzyjnej 5 są w danej chwili spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki bogatej, charakteryzowane współczynnikiem składu mieszanki λ < 1. Ta wartość napięcia ogniwa Nernsta UN oznacza, że układ sterujący 13 szerokopasmowego czujnika tlenu musi za pomocą pompy 4 wpompować do przestrzeni
dyfuzyjnej 5 tlen, aby zawartość tlenu była taka sama jak zawartość tlenu w spalinach pochodzących ze spalenia mieszanki stechiometrycznej (λ = 1),czego potwierdzeniem będzie uzyskanie napięcia ogniwa Nernsta, wartości UN = 0,45 V. Aby ten cel osiągnąć, układ sterujący 13 szerokopasmowego czujnika tlenu zasila pompę tlenu 4 (Rys. 61b) prądem o umownym kierunku ujemnym i o takim natężeniu IPM, aby wartość napięcia ogniwa Nernsta osiągnęła wartość UN = 0,45 V - miernik 12, rys. 61b. Pompa
tlenu 4 wpompowuje tlen do przestrzeni dyfuzyjnej 5.

Ponieważ spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki bogatej zawierają mało tlenu, to aby pompa tlenu 4 miała jego źródło, komora pomiarowa szerokopasmowego czujnika tlenu w miejscu kontaktu
ze spalinami z układu wylotowego jest pokryta warstwą katalityczną 3. Jej zadaniem jest rozkład CO2 i pary wodnej dla pozyskania dodatkowych cząstek O₂, oznaczonych DT na rys. 61.

To zadanie, realizowane przez układ sterujący 13 szerokopasmowego czujnika tlenu, można przedstawić na charakterystyce ogniwa Nernsta (Rys. 62) jako przejście od wartości napięcia w punkcie
A do wartości napięcia w punkcie B. Mierzona miernikiem 11 (Rys. 61b) wartość natężenia prądu IPM < 0 (ujemny kierunek prądu jest umowny) jest tak interpretowana przez sterownik silnika oraz przez diagnostę (jeśli odczytuje ją ze sterownika), że w danej chwili przez układ wylotowy silnika płyną spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki bogatej (λ < 1) o składzie charakteryzowanym wartością współczynnika lambda (λ) składu mieszanki, którą można odczytać z charakterystyki szerokopasmowego czujnika tlenu - patrz rys. 63.

Na koniec istotna uwaga. Również wówczas, gdy przez układ wylotowy płyną spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki o stałym składzie, niezależnie czy bogatej czy ubogiej, układ sterujący 13
szerokopasmowego czujnika tlenu stale, w niewielkich granicach, zmienia wartość natężenia prądu IPM, tak aby wartość napięcia ogniwa Nernsta UN była możliwie bliska wartości 0,45 V. Jest to
cecha układu regulacji. Charakterystyka szerokopasmowego czujnika tlenu firmy Bosch typu
LSU4.9 i wersji wcześniejszych Przedstawia ją rys. 63. Jeśli diagnosta za pomocą testera diagnostycznego odczytuje mierzone przez układ sterujący szerokopasmowego czujnika tlenu, natężenie prądu IPM zasilające pompę tlenu 4 (Rys. 61b), która jest elementem komory
pomiarowej tego czujnika tlenu, to: wartość dodatnia natężenia prądu IPM jest informacją, że przez układ wylotowy płyną spaliny pochodzące ze spalenia mieszanki ubogiej (λ > 1); wartość ujemna natężenia prądu IPM jest informacją, że przez układ wylotowy płyną spaliny pochodzące ze spalenia
mieszanki bogatej (λ < 1).

Jeśli tester diagnostyczny odczytuje ze sterownika tylko wartość natężenia prądu, to aby poznać wartość współczynnika lambda (λ) składu spalanej mieszanki, konieczne jest posłużenie się charakterystyką
danego czujnika tlenu. Przeważnie jednak testery diagnostyczne podają dodatkowo, albo wyłącznie, wartość współczynnika lambda (λ) składu spalanej mieszanki.