Описание кислородного датчика и связанная информация
Итак, вы хотите узнать немного больше о том, как работает кислородный датчик? Как вы, возможно, уже знаете, для работы современного двигателя требуется множество датчиков, но ни один из них, пожалуй, не является столь же важным, как кислородные датчики. Эти датчики считывают количество несгоревшего кислорода в выхлопных газах. Затем компьютер использует эти показания для балансировки топливной смеси.
Как работает обратная связь
По мере увеличения содержания кислорода в выхлопе (состояние, известное как «бедная смесь»), напряжение на датчике снижается. Это сигнализирует компьютеру увеличить количество топлива, подаваемого через форсунки. В свою очередь, содержание кислорода в выхлопных газах уменьшается (состояние, известное как «богатая смесь»).
Напряжение кислородного датчика возрастает из-за этого обогащения, и компьютер реагирует, уменьшая подачу топлива. По мере уменьшения количества топлива мы возвращаемся к бедной смеси, и напряжение датчика падает. Этот процесс повторяется всё время, пока работает двигатель. Эта непрерывная петля обратной связи является сердцем системы контроля подачи топлива.
- Типичные показания напряжения для бедной смеси: от 0 до 0,3 вольт.
- Показания для богатой смеси: от 0,6 до 1 вольт.
- Идеальная топливная смесь (14,7:1) производит напряжение около 0,5 вольт.
Почему просто не поддерживать постоянную смесь?
Почему бы просто не поддерживать постоянно измеренное количество топлива, которое варьируется в зависимости от положения дроссельной заслонки? Дело в том, что множество факторов влияет на количество топлива, необходимое для поддержания соотношения 14,7:1. Некоторые из этих факторов включают качество топлива, атмосферное давление, влажность и многое другое. Отсюда и необходимость в датчиках O2!
Скорость переключения датчиков варьируется, но большинство современных датчиков в среднем переключаются как минимум полдюжины раз в секунду. Старые датчики переключались так медленно, как один раз в секунду, так что вы можете представить, насколько улучшились выбросы благодаря новым датчикам!
Эволюция датчиков: от необогреваемых к обогреваемым
Кислородные датчики старого образца, использовавшиеся до 1982 года, были необогреваемыми типами с 1 или 2 проводами. Эти датчики начинали выдавать правильные показания только после того, как выхлопные газы нагревали датчик до его рабочего диапазона. Это приводило к тому, что компьютер работал в «разомкнутом контуре» (используя предустановленные значения топлива, которые фактически обогащают смесь) в течение более длительных периодов времени.
Все датчики более нового образца — это «обогреваемые кислородные датчики» (HO2S), которые включают в себя нагревательный элемент, используемый для более быстрого вывода датчика на рабочую температуру, обычно менее чем за минуту, а в некоторых случаях — всего за 10 секунд! Нагревательные элементы также предотвращают охлаждение датчиков при работе двигателя на холостом ходу. Эти обогреваемые датчики обычно имеют конструкцию на 3 и 4 провода.
Разные типы датчиков и их особенности
Существует несколько различных типов датчиков, которые различаются по химическому составу и конструкции, но их цель и функция остаются неизменными.
Кислородные датчики сравнивают содержание кислорода в наружном воздухе с содержанием кислорода в выхлопных газах. Наружный воздух поступает в датчик либо через вентиляционное отверстие в корпусе датчика, либо через сам разъем проводки.
Некоторые типы датчиков генерируют напряжение при изменении содержания кислорода в выхлопе, а некоторые имеют переменное сопротивление. Самый современный тип — обогреваемые широкополосные датчики O2 — имеют диапазон напряжения от 2 до 5 вольт. Несмотря на все эти различия и фактические показания, компьютер обрабатывает информацию так, чтобы мы получали ожидаемые показания от 0 до 1 вольт.
Исключения из правил
Конечно, есть и исключения. Некоторые обогреваемые датчики O2 типа Titania могут выдавать напряжение до 5 вольт. Это показание не изменяется компьютером. Другая конструкция того же стиля настроена на считывание значений, противоположных ожидаемым: высокое напряжение указывает на бедную смесь, а низкое — на богатую. Эти два типа кислородных датчиков не являются распространенными и использовались в основном на некоторых моделях Nissan, Jeep и Eagle. Всегда должно быть исключение! Инженеры, да, я знаю!
Второй датчик после каталитического нейтрализатора
Вы также заметите, что в большинстве автомобилей после 1996 года есть второй набор кислородных датчиков после каталитических нейтрализаторов. Они работают так же, как и передние датчики O2, но их показания используются по-другому: их цель — измерять эффективность нейтрализаторов, а не контролировать топливные соотношения двигателя.
Для получения помощи в диагностике и более подробного описания мониторов O2, пожалуйста, ознакомьтесь с нашей статьей о кодах кислородных датчиков. Эта статья предоставляет ценную диагностическую помощь и процедуры тестирования, а также вероятные причины кодов, указывающих на богатую или бедную смесь. Надеемся, вы нашли эту информацию полезной!