Czujniki tlenu w układach wylotowych silników z systemem OBDII/EOBD-cz.-II

Drugi czujnik tlenu (4) jest zamontowany za konwerterem katalitycznym. Ma on dwa omówione poniżej zadania.

1. W następstwie starzenia regulacyjnego czujnika tlenu, postępującego wraz z okresem eksploatacji, następuje przesunięcie jego charakterystyki. Przesunięcie to powoduje, że mimo jeszcze prawidłowego pod względem elektrycznym sygnału czujnika tlenu, mieszanka regulowana na jego podstawie ubożeje.
Drugi czujnik tlenu, zamontowany za konwerterem katalitycznym, ma za zadanie kontrolę średniego składu spalonej mieszanki, regulowanej na podstawie sygnałów regulacyjnego czujnika tlenu. Jeśli na podstawie sygnałów drugiego czujnika tlenu sterownik wykryje, że mieszanka spalana w silniku jest za uboga, mimo że sygnał regulacyjnego czujnika tlenu pod względem elektrycznym jest prawidłowy, to tak zwiększa czasy wtrysku benzyny, aby sygnału drugiego czujnika tlenu informował o spalaniu mieszanki o składzie wymaganym przez program sterownika.

Dlatego czujnik tlenu zamontowany za każdym z konwerterów katalitycznych, w niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych  jest nazywany prowadzącym. Kontrola regulacyjnego czujnika tlenu, zamontowanego przed konwerterem katalitycznym, przez czujnik prowadzący, zamontowany za konwerterem katalitycznym, jest możliwa, ponieważ część substancji powodujących zużycie chemiczne czujników tlenu, znajdujących się w spalinach, jest zatrzymywana przez konwerter katalityczny, powodując również jego zużycie.

Dzięki temu, czujnik prowadzący zużywa się wolniej od czujnika regulacyjnego, a więc może go kontrolować.
To czy danym samochodzie sygnał z prowadzącego czujnika tlenu (np. 4, rys.1) jest aktualnie wykorzystywany do regulacji składu mieszanki zasilającej silnik, można się dowiedzieć, wykorzystując funkcję odczytu „Parametry bieżące”, czytnika OBD.

2. Podstawową zasadą wykonywania oceny stopnia zużycia konwertera katalitycznego jest porównywanie zmian zawartości tlenu w spalinach przed i za konwerterem katalitycznym. Odbywa się przez porównanie sygnału czujnika tlenu zamontowanego przed konwerterem katalitycznym z sygnałem czujnika tlenu zamontowanego za konwerterem katalitycznym. Sygnały te są rożne, ponieważ część tlenu ze spalin jest zatrzymywana przez konwerter katalityczny, a więc jego udział w spalinach za konwerterem katalitycznym jest mniejszy niż przed nim.

Zdolność do zatrzymywania przez konwerter katalityczny tlenu, czyli tzw. pojemność tlenowa, maleje wraz z jego zużyciem, co powoduje wzrost udziału tlenu w spalinach za konwerterem katalitycznym.

Zdolność do zatrzymywania przez konwerter katalityczny tlenu jest oceniana przez program systemu OBDII/EOBD i na tej podstawie jest szacowana sprawność konwertera katalitycznego. Diagnosta, na podstawie porównania sygnałów czujników tlenu zamontowanych przed i za konwerterem katalitycznym nie jest w stanie określić stopnia jego zużycia. Jest to spowodowane tym, że systemy OBDII/EOBD używają co najmniej pięciu rożnych procedur wyznaczania sprawności konwertera katalitycznego, Wspólną ich cechą jest tylko to, że bazują na ocenie aktualnej pojemności tlenowej konwertera katalitycznego.

Wybór procedury oceny sprawności, dla danego trójfunkcyjnego konwertera katalitycznego, zależy od jego cech (trójfunkcyjne konwertery katalityczne, stosowane dla rożnych silników, różnią się od siebie nawet znacznie, również pojemnością tlenową), oraz typów czujników tlenu montowanych w układzie wylotowym (dwustanowe lub szerokopasmowe). Diagnosta nie ma żadnej możliwości by dowiedzieć się, jaką procedurę kontrolną wykorzystuje sterownik danego silnika. Oceny stopnia zużycia konwertera katalitycznego, na podstawie analizy sygnałów czujników tlenu zamontowanych przed i za nim, może dokonać tylko system OBDII/ EOBD. Diagnosta powinien natomiast umieć powodować wykonanie „na życzenie” testu sprawności konwertera katalitycznego, przez system OBDII/EOBD. Jeśli w układzie wylotowym bloku cylindrów jest zamontowana większa ilość czujników tlenu niż dwa, wówczas miejsce ich montażu oraz sposób wykorzystania ich sygnałów, zależy od konstrukcji układu wylotowego silnika oraz od ilości i typów konwerterów katalitycznych.

Tekst pochodzi z Dodatku  technicznego do WIADOMOŚCI Inter Cars SA nr 40/wrzesień 2011 "Dobór czasu wtrysku benzyny i gazu LPG"