Характеристическая кривая и область применения Одним из важнейших элементов определения состава отработавших газов в настоящее время является определение значения "лямбда " в выхлопе. Для этого используются лямбда- зонды (кислородные датчики), которые различаются по конструкции и принципу работы. Существуют следующие разновидности датчиков: – двухточечные датчики – широкополосные датчики
Двухточечный датчик Стандартные пальчиковые датчики (LSH – подогреваемый кислородный датчик и LSF – плоский кислородный датчик) также известны как датчики перепада или двухточечные датчики из-за резкого падения их характери- стической кривой при λ= 1. Выходное напряжение датчика US использует- ся для вычисления значения "лямбда". Эти датчики просто определяют, является ли смесь обогащенной (λ< 1) или обедненной (λ > 1). Они устанавливаются как до каталитиче- ского нейтрализатора, так и за ним.
Широкополосный лямбда-зонд Универсальный лямбда-зонд (LSU) принадле- жит к новому поколению датчиков. Значение лямбда определяется с использова- нием силы тока Ip для закачивания, вычисляе- мой в блоке управления двигателя (подроб- ное описание приведено ниже). Кривая тока закачивания является постоянно нарастающей. Регулирование значения " лямбда" возможно в широком диапазоне от λ = 0,7 до λ= 4. Широкополосный датчик используется как датчик на входе каталитического нейтрализатора. *Наличие предварительного каталитического нейтрализатора в системе выпуска отработавших газов зависит от модели двигателя.
Устройство и принцип работы объясняются с использованием упрощенной схемы. Двухточечный датчик Датчик в своей основе представляет собой керамический элемент, имеющий с обеих сторон покрытие (элемент Нернста). Покрытия выполняют роль электродов, причем один слой контактирует с окружающим воздухом, а другой – с выхлопными газами. Разница между концентрациями кислорода в окружающем воздухе и в выхлопных газах создает между электродами напряжение US. Напряжение анализируется блоком управле- ния двигателя для вычисления значения " лямбда".
Широкополосный лямбда-зонд Широкополосный датчик состоит из двух керамических элементов: – элемента Нернста (см. описание двухточечного датчика) и – закачивающего элемента. Разница между концентрациями кислорода на электродах элемента Нернста, являюще- гося частью широкополосного датчика, также создает напряжение. Закачивающий элемент использует этот эффект обратным образом. Снижение концентрации кислорода вызывается путем подачи на электроды напряжения. Соблюдая полярность, в измерительный промежуток закачивается или выкачивается из него столько кислорода, сколько требуется для поддержания на элементе Нернста постоянной величины напряжения в 450 мВ.
Обозначения 1 Закачивающий элемент 2 Нагреватель датчика 3 Канал для окружающего воздуха * 4 Измерительный зазор 5 Нижняя часть чувствительного элемента 6 Элемент Нернста с электродами 7 Защитный слой US Напряжение лямбда-зонда Ip Ток закачивающего элемента Uref Опорное напряжение *Окружающий воздух подается через кабель датчика. Неисправность датчика на входе в катали- затор (широкополосного датчика) При отсутствии сигнала от датчика система регулирования величины "лямбда" с обратной связью отключается и регулирование значения "лямбда" прекращается. Система вентиляции топливного бака перехо- дит в аварийный режим работы. Диагностика вторичного воздуха и каталитического нейтра- лизатора останавливается. В качестве аварий- ной функции блок управления двигателя использует табличные значения. Примечание: Широкополосный датчик необхо- димо заменять только в комплек- те с кабелем и разъемом, поскольку эти три элемента специально подбираются для взаимного соответствия.
Неисправность датчика на входе в катали- затор (широкополосного датчика) При отсутствии сигнала от датчика система регулирования величины "лямбда" с обратной связью отключается и регулирование значения "лямбда" прекращается. Система вентиляции топливного бака перехо- дит в аварийный режим работы. Диагностика вторичного воздуха и каталитического нейтра- лизатора останавливается. В качестве аварий- ной функции блок управления двигателя использует табличные значения.
Пример цикла управления (широко- полосный датчик) Топливовоздушная смесь становится более обогащенной Если топливовоздушная смесь обогащена сверх меры, это означает, что концентрация кислорода в отработавших газах, а также на электроде на стороне отработавших газов падает. В результате этого возрастает напряжение между электродами элемента Нернста. Данные об этом передаются в блок управления двигателя для обработки. Концентрацию кислорода на электроде выхлопа необходимо повысить для восстановления значе- ния напряжения между электродами в 450 мВ ( лямбда = 1).
Для этого закачивающий элемент подает кисло- род в измерительный зазор. Ток закачивающего элемента, создающийся при этом, эквивалентен концентрации/расходу кислорода и является мерой значения "лямбда" в отработавших газах.
Ток закачивающего элемента анализируется блоком управления двигателя, и образуется необходимая, более обедненная смесь.
Топливовоздушная смесь становится более обедненной Если топливовоздушная смесь обеднена сверх меры, система работает по такому же принципу. Разница заключается в направлении закачивания. Кислород выкачивается из измерительного зазора наружу.
Примечание: Действие закачивающего элемента – это чисто физический процесс. При подаче напряжения на закачивающий элемент кислород проходит (засасывается) через проницаемую для него керамику согласно полярности. Закачивающий элемент изображен на рисун- ках схематически. Ток закачивающего элемента анализируется блоком управления двигателя, и образуется необходимая, более обедненная смесь.
и область применения
я, вычисляе- 
