Kodėl reikia kontroliuoti deguonies daviklių darbą?

30 rugpjūčio 2013, 0:09

Tikriausiai daugeliui meistrų, remontuojančių automobilius, ne kartą yra tekę girdėti klientų garsiai reiškiamas abejones dėl deguonies daviklių (liaudyje dar vadinamų „liambda zondais“) reikalingumo. Kainuoja jie nepigiai, jų nauda automobilio darbui nelabai matoma bei ne kiekvienam vairuotojui suprantama. Žodžiu – „eilinė proga uždirbti iš vargšo kliento“. Kita vertus, ne kiekvienas meistras žino, kaip reikia deramai elgtis su „liambda zondu“. Taigi, pabandykime panagrinėti, kas yra deguonies davikliai, kaip jie veikia bei kaip juos patikrinti.

Kadangi reikalavimai išmetamųjų dujų emisijos lygiui tampa vis griežtesni, didelis degimo proceso ypatumų kiekis, į kurį privalo atkreipti dėmesį automobilių gamintojai, nieko neturėtų stebinti. Siekiant įvykdyti šiuo metu galiojančius išmetamųjų dujų emisijos lygio reikalavimus, nepakanka pasikliauti anksčiau naudotomis priemonėmis ir taikytomis strategijomis. Dabar visuotinai naudojamos uždaros cirkuliacijos sistemos, kuriose reguliuojamas įpurškiamo kuro kiekis. Tam, kad būtų pateikti visi duomenys, reikalingi maksimaliam operatyviniam veiksmingumui užtikrinti, variklio valdymo sistema remiasi daugybės daviklių teikiamais matavimų rezultatais.
Nauji katalizatoriniai konverteriai reikalauja tikslios kuro mišinyje esančio oro ir kuro santykio, kuris turi būti lygus 14.7:1 arba liambda λ 1.0, kontrolės. Tai reiškia, kad variklio valdymo sistema reikalauja taikyti mišinio koncentracijos nustatymo metodą. Tai atliekama matuojant deguonies kiekį, esantį išmetamosiose dujose mišiniui sudegus.

Deguonies daviklis

Dažniausiai kuro įpurškimo sistemose naudojamas daviklių tipas – tai cirkonio davikliai. Vienas daviklis montuojamas prieš, o kitas – už katalizatoriaus. Daviklyje yra elementas, pagamintas titano dioksido pagrindu. Viena šio elemento pusė kontaktuoja su oru, o kita pusė yra veikiama išmetamųjų dujų. Platinos kontaktai yra prijungti prie kiekvienos titano elemento pusės.

Veikimas

Deguonis turi neigiamų jonų, kurie kaupiasi ant platinos elektrodų ir, kai daviklio temperatūra pasiekia apie 400°C, visi elektrinio potencialo skirtumai generuoja elektros įtampą. Jei variklis naudoja liesą kuro mišinį, tuomet deguonies kiekis išmetamosiose dujose yra didelis. Lyginant šį kiekį su ore esančiu deguonies kiekiu, potencialų skirtumas yra nedidelis, todėl generuojama labai žema įtampa (apie 0,2–0,3 V).

Jei mišinys yra labai riebus, tuomet deguonies kiekis išmetamosiose dujose yra labai mažas. Lyginant šį kiekį su ore esančiu deguonies kiekiu, potencialų skirtumas yra didesnis, todėl bus generuojama aukštesnė įtampa (0,7–0,9 V). Variklio valdymo sistema nuolat stengsis pritaikyti signalą, moduliuojantį purkštukams siunčiamų impulsų trukmę, stengdamasi išlaikyti vidutinio lygio įtampą – apie 0,4–06 V, tai reiškia, kad pasiekta liambda λ 1.0 reikšmė. Atsižvelgiant į vairuotojų reikalavimus, ši ideali įtampos reikšmė niekada nebus pasiekta, ir bus pastebimi įtampos svyravimai į abi puses nuo vidutinių reikšmių. Todėl šie davikliai priskiriami prie siaurajuosčių deguonies daviklių, nes jie negali aptikti nedidelių deguonies koncentracijos svyravimų.

Daviklis, esantis už katalizatorinio konverterio, veikia lygiai taip pat, kaip ir daviklis, esantis prieš katalizatorių, tačiau yra vienas esminis skirtumas. Po „susidorojimo“ su išmetamosiomis dujomis katalizatoriniame konverteryje deguonies lygis dujose lieka toks pats. Tai leidžia palaikyti pastovią apie 0,4–0,6 V įtampą. Dabar variklio valdymo sistema turi veiksmingą katalizatoriaus veikimo kontrolės būdą.

Dažnai pasitaikantys gedimai

Dėl sunkių sąlygų, kuriomis veikia davikliai, bei labai žemų įtampų gali atsirasti įvairių problemų, susijusių su daviklių veikimu. Deguonies daviklio veikimo principo žinojimas leidžia nustatyti teisingą diagnozę.

Pastaba. Visi varžų matavimai ir darbo tolygumo tyrimai turi būti atliekami atjungus grandines.

Jei buvo nuskaitytas diagnostinis gedimo kodas, tai pagal jį galima iš dalies nustatyti grandinės vientisumą. Tačiau kur kas daugiau informacijos galima gauti tikrinant patį daviklį. Davikliuose, kurie turi 4 laidus, 2 iš jų bus prijungti prie kaitinimo elemento, kuris privalo įkaitinti daviklį per kuo trumpesnį laiką iki maždaug 400°C temperatūros.

Lengviausia pradėti daviklio tikrinimą nuo jo kaitinimo elemento darbo tolygumo patikros. Atjunkite daviklį ir patikrinkite, ar kaitinimo elemento varža yra apie 5–30 Ω; jei taip, tai po to patikrinkite, ar elektroninis valdymo blokas [ECU] siunčia signalą šildymo elementui. Paprastai ši funkcija įjungiama iš ECU siunčiamo signalo, moduliuojančio impulsų trukmę (PWM). Šiam tyrimui bus reikalingas osciloskopas, kurį naudojant bus matuojamas signalas, siunčiamas kaitinimo elementui. Kitas žingsnis – tai paties daviklio patikrinimas. Visų pirma patikrinkite grandinę tarp įžeminančiojo terminalo ir žemės. Jei įmanoma, signalo laidą reikia patikrinti tik tada, kai automobilis pasiekė tokią būklę, kurioje įprastai veikia daviklis ir buvo aktyvuota uždarų grandinių sistema. Signalas privalo keistis nuo lieso mišinio iki riebaus mišinio būklės (nuo 0,2–0,3 V iki 0,7–0,9 V), o perėjimas iš vienos būklės į kitą trunka apie 1 sekundę.

Jei signalas silpnas (vidutinė įtampa – 0,3 V) arba stiprus (vidutinė įtampa – 0,7 V), tai reiškia, kad daviklis tikriausiai sugedo dėl korozijos (surūdijo platinos elektrodai) arba dėl užsikimšusios daviklio angos.

Jei automobilyje yra daug daviklių, sumontuotų prieš ir už katalizatoriaus, tai pravartu pasinaudoti osciloskopu, turinčiu nuo 2 iki 4 kanalų, ir sulyginti vieną signalą su kitu. Tai gali parodyti gerą reakcijos trukmės ir veikimo patikimumo vaizdą, nes kiekvienas signalas turi būti likusiųjų daviklių signalų atvaizdas.
 

Komentarai

Komentarų nėra. Būkite pirmas!