Šiuolaikiniai emisijų reikalavimai privertė griežčiau valdyti variklio valdymo sistemas visame sūkių ir apkrovos diapazone. Tradicinis deguonies jutiklis galėjo tiksliai aptikti stechiometrinį oro ir kuro santykį 14,7:1 (lambda 1,0), kai jo išėjimo įtampa yra apie 450 mV. Tačiau už stechiometrinio taško tradicinis deguonies jutiklis pateikdavo arba sodrų signalą (900 mV), arba liesą signalą (100 mV), nenurodydamas, kiek sodrus ar kiek liesas mišinys yra. Todėl variklio valdymo sistema kompensuodavo koreguodama kuro tiekimą (uždaros kilpos valdymas) pirmyn ir atgal (sodru / liesa), stengdamasi išlaikyti teisingą stechiometrinį oro ir kuro santykį. Taigi tradicinis deguonies jutiklis galėjo tiksliai veikti tik labai siaurame oro ir kuro santykių diapazone (14,7:1) – iš čia ir pavadinimas siaurajuostis (narrowband) deguonies jutiklis.
Didesnio tikslumo, greitesnės reakcijos ir patikimumo poreikis paskatino siaurajuostį deguonies jutiklį pertvarkyti į šiandien visų gamintojų naudojamą pramonės standartą – plačiajuostį (wideband) deguonies jutiklį.
Plačiajuostis deguonies jutiklis dažnai vadinamas plačios juostos jutikliu (broadband) arba oro ir kuro santykio jutikliu (AFR sensor); jis gali būti montuojamas tiek benzininiuose, tiek dyzeliniuose automobiliuose.
Pavadinimas „plačiajuostis“ kilo iš jutiklio gebėjimo tiksliai nustatyti oro ir kuro santykį plačiame ruože nuo 10:1 iki 20:1 (20:1 atitinka aplinkos orą), skirtingai nei siaurajuostis jutiklis, gebantis aptikti tik stechiometrinį santykį 14,7:1.
Vis dėlto plačiajuostis deguonies jutiklis turi ir dalį siaurajuosčio jutiklio veikimo savybių – matavimo elementą (measurement cell). Matavimo elementas iš vienos pusės liečiasi su atmosferos oru (etaloninis oras), o iš kitos – matavimo kameroje esančiu išmetamųjų dujų deguonimi. Jei deguonies kiekis matavimo kameroje palaikomas nustatytame lygyje, plačiajuosčio deguonies jutiklio matavimo elementas į PCM (A kanalas) pateikia 450 mV.
Teisingo deguonies lygio palaikymas matavimo kameroje yra svarbiausias dalykas, užtikrinantis, kad matavimo elemento įtampa visomis kuro tiekimo sąlygomis išliktų kuo arčiau 450 mV. Tai pasiekiama siurbimo elementu (pump cell).
Siurbimo elemento savybės tokios, kad, priklausomai nuo per siurbimo elementą tekančios srovės dydžio ir krypties (valdo PCM), deguonis gali būti pumpuojamas į matavimo kamerą arba iš jos, taip išlaikant 450 mV matavimo elemento išėjimo įtampą.
Todėl per siurbimo elementą tekanti srovė naudojama kaip tiesioginis ir tikslus oro bei kuro santykio rodiklis plačiame diapazone, nes ji atspindi deguonies kiekį išmetamosiose dujose.
Plačiajuosčio deguonies jutiklio šildymo elemento valdymas yra kritiškai svarbus teisingam jutiklio veikimui. Nekaitinami deguonies jutikliai ilgainiui „užsikemša“ ir juos tenka keisti, o elektrocheminės reakcijos jutiklio viduje, užtikrinančios deguonies pernašą ir įtampų susidarymą, tiesiog negali vykti, jei nepalaikoma deguonies jutiklio temperatūra.
Gedimų paieška
Deguonies jutiklio šildymo elementas
Jei 1 žingsnyje išmatuota deguonies jutiklio šildymo elemento varža skiriasi nuo nurodytos reikšmės (apie 4,5 Ω esant 20 °C), deguonies jutiklį pakeiskite.
Patikrinkite, ar nėra trumpojo jungimo tarp 3 ir 4 kontaktų bei likusių 1, 2, 5 ir 6 kontaktų. >1 MΩ.
Patikrinkite, ar nėra trumpojo jungimo tarp 3 ir 4 kontaktų bei išorinio metalinio deguonies jutiklio korpuso (kėbulo masės) > 1 MΩ. Jei gaunama mažesnė nei 1 MΩ varža, deguonies jutiklį pakeiskite.
Kalibravimo varžos grandinė
Jei 2 žingsnyje gauta kalibravimo varžos reikšmė skiriasi nuo nurodytos, nuimkite išvadų (breakout) laidus (deguonies jutiklis ir automobilio akumuliatorius atjungti) ir išmatuokite deguonies jutiklio jungtyje esančios kalibravimo varžos vertę tarp 6 ir 2 gnybtų. Ji turi būti maždaug 100–110 Ω (7 pav.). Jei gauta reikšmė nepatenka į nurodytą ruožą, deguonies jutiklį pakeiskite.
Jei deguonies jutiklio kalibravimo varža teisinga, išmatuokite variklio laidų pynės varžą (deguonies jutiklis ir akumuliatorius atjungti) tarp 6 ir 2 gnybtų. Ji turi būti maždaug 62 Ω (8 pav.).
Jei gauta reikšmė skiriasi nuo nurodytos, apžiūrėkite ir patikrinkite laidų pynę tarp deguonies jutiklio jungties ir PCM: ar nėra nutrūkimų, trumpųjų jungimų su kėbulo mase, trumpųjų jungimų tarp 6 ir 2 gnybtų (atjungus akumuliatorių) bei trumpųjų jungimų su akumuliatoriaus pliusu (prijungus akumuliatorių ir išjungus degimą). Jei rezultatai patvirtina, kad variklio pynė tvarkinga, įtartinas lieka PCM.
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.