Хотите узнать немного больше о том, как работают кислородные датчики? Как вы, возможно, знаете, для работы современного двигателя требуется множество датчиков, но, вероятно, ни один из них не является столь важным, как кислородный датчик. Эти датчики считывают количество несгоревшего кислорода в выхлопных газах. Компьютер использует эти показания для корректировки соотношения топливной смеси. При увеличении содержания кислорода в выхлопе (известном как бедная смесь) показания напряжения датчика снижаются. Это заставляет компьютер увеличивать количество топлива, подаваемого через форсунки. В результате содержание кислорода в выхлопных газах уменьшается (известное как богатая смесь).
Напряжение кислородного датчика повышается из-за этого обогащения, и компьютер реагирует, уменьшая поток топлива. При уменьшении количества топлива смесь снова становится бедной, и напряжение датчика падает. Этот процесс повторяется, пока двигатель работает. Эта непрерывная петля обратной связи является сердцем системы управления топливом. Типичные показания напряжения для бедной смеси составляют 0–0,3 вольта, а для богатой — в диапазоне 0,6–1 вольт. При идеальном соотношении топливной смеси (14,7:1) генерируется напряжение около 0,5 вольт.
Почему бы просто не поддерживать постоянное количество топлива, изменяемое в зависимости от положения дроссельной заслонки? Многие факторы влияют на количество топлива, необходимое для поддержания соотношения 14,7:1. К ним относятся качество топлива, атмосферное давление, влажность и т.д. Отсюда и необходимость в датчике O2! Скорость переключения датчиков варьируется, но большинство современных датчиков переключаются в среднем не менее 6 раз в секунду. Старые датчики переключались медленнее, около одного раза в секунду, так что вы можете представить улучшение выбросов, достигаемое новыми типами датчиков!
Кислородный датчик
Старые кислородные датчики, использовавшиеся до 1982 года, были одно- или двухпроводными и не подогревались. Они не начинали выдавать правильные показания, пока выхлопные газы не нагревали датчик до рабочей температуры. Это заставляло компьютер работать в «разомкнутом контуре» дольше (используя предопределенные значения топлива, фактически обогащая смесь при работе двигателя). Все новые датчики являются «подогреваемыми кислородными датчиками» (HO2S), они включают нагревательный элемент, используемый для быстрого достижения рабочей температуры датчика, обычно менее чем за минуту, а в некоторых случаях даже за 10 секунд! Нагревательный элемент также предотвращает охлаждение датчика на холостом ходу. Эти подогреваемые датчики обычно имеют трех- или четырехпроводную конструкцию.
Существует несколько типов датчиков с разным химическим составом и конструкцией, но их цель и функция одинаковы. Инженерные аспекты, стоящие за ними, выходят за рамки данной страницы, но есть несколько моментов, которые стоит учесть. Кислородный датчик сравнивает содержание кислорода во внешнем воздухе с содержанием кислорода в выхлопных газах. Внешний воздух подается в датчик через вентиляционные отверстия в корпусе датчика или через сам разъем проводки. Некоторые типы датчиков генерируют напряжение при изменении содержания кислорода в выхлопе, другие имеют переменное сопротивление. Самый современный тип — широкополосный подогреваемый датчик O2 — имеет диапазон напряжения от 2 до 5 вольт. Несмотря на все эти различия и фактические показания, генерируемые датчиком, компьютер обрабатывает информацию, чтобы получить ожидаемые показания в диапазоне 0–1 вольт. Конечно, есть исключения. Некоторые подогреваемые титановые датчики O2 могут генерировать напряжение до 5 вольт. Это показание не изменяется компьютером. Другая конструкция датчика того же типа настроена на считывание значений, противоположных ожидаемым: высокое напряжение указывает на бедную смесь, а низкое — на богатую. Эти два типа кислородных датчиков не были распространены и в основном использовались в некоторых приложениях Nissan, Jeep и Eagle. Всегда должны быть исключения! Инженеры, да, мы знаем!
Кроме того, вы заметите, что в большинстве применений после 1996 года есть второй набор кислородных датчиков, расположенных после каталитического нейтрализатора. Они работают так же, как и предыдущие датчики O2, но их показания используются по-другому, и их цель — не контролировать соотношение топливной смеси двигателя, а измерять эффективность каталитического нейтрализатора. Для более подробного объяснения диагностической помощи и мониторинга O2 см. статью о кодах кислородных датчиков. Эта статья предоставляет диагностическую помощь, ценные процедуры тестирования и возможные причины кодов богатой или бедной смеси по данным кислородного датчика. Надеемся, эта информация была полезной!