Функціонування датчика кисню має принципове значення для забезпечення робочих характеристик сучасних автомобільних двигунів. Датчик кисню повинен забезпечувати не тільки мінімальні викиди шкідливих речовин, але і високу паливну економічність транспортного засобу.
Традиційні датчики кисню - це дискретні вимикачі, які просто включаються і відключаються, сигналізуючи про те, що концентрація кисню вище або нижче певного значення. Більш сучасні датчики здатні визначати точне значення концентрації кисню. Їх називають лінійними.
На відміну від «перемикаються» датчиків кисню лінійні датчики мають просунутим функціоналом, завдяки якому забезпечується більш точне управління роботою двигуна. За рахунок точного контролю складу відпрацьованих газів ці датчики дозволяють системі керування двигуном (EMS) підлаштовувати його параметри. В результаті підвищується паливна економічність автомобіля, покращуються його екологічні характеристики, а сам двигун навіть стає «розумніші».
Таким чином, застосування вдосконалених датчиків кисню вигідно як для автовиробників, так і для автовласників - саме цей компонент робить автомобіль більш екологічним, економічним і надійним в різноманітних умовах експлуатації. У етомматеріале розповідається про принцип дії удосконалених датчиків кисню, а також про те, яким чином цей компонент сприяє збільшенню ефективності роботи двигунів сучасних автомобілів.
Управління складом паливоповітряної суміші
У двигунах сучасних автомобілів реалізовано низку рішень, спрямованих на контроль викидів шкідливих речовин і підтримання складу відпрацьованих газів в заданих межах. Однією з таких заходів контролю є трикомпонентний каталітичний нейтралізатор, який очищає вихлопні гази.
Цей компонент здатний ефективно працювати лише в дуже вузькому діапазоні значень концентрації газів. Це означає, що занадто висока або низька концентрація вуглеводнів або кисню може привести до пошкодження каталітичного нейтралізатора. Лінійні датчики допомагають захистити каталітичний нейтралізатор від пошкодження, позволяяелектронному блоку управління двигуном (ЕБУ) визначати фактичну наявність в ньому кисню.
Це означає, що при розгоні автомобіля, коли топливовоздушная суміш збагачується, або при русі накатом, коли топливовоздушная суміш збіднюється, лінійні датчики можуть представити інформацію про концентрацію кисню, на основі якої ЕБУ зробить відповідні коригувальні заходи.
Отримуючи інформацію не тільки про наявність кисню в відпрацьованих газах, а й про його концентрації, ЕБУ може захистити каталітичний нейтралізатор від надлишкового / недостатнього вмісту кисню або вуглеводнів. Такий спосіб управління гарантує ефективну роботу двигуна, обмежує рівень викидів шкідливих речовин і запобігає пошкодженню каталітичного нейтралізатора незалежно від складу паливо-повітряної суміші.
Виявлення дисбалансу циліндрів
У міру зношування двигуна його циліндри починають працювати нерівномірно. Датчики можуть відстежувати подібні зміни, виявляти дисбаланс циліндрів і попереджати ЕБУ про необхідність вжиття заходів.
По-перше, ці датчики (що відрізняються високою точністю і швидкодією) будуть виявляти окремі імпульси в потоці відпрацьованих газів і сигналізувати про найменші зміни. Потім ЕБУ зможе співвіднести кожен імпульс з окремим циліндром і перевірити вимірювання за допомогою спеціального сигналу, наприклад, спровокувавши пропуск запалювання, не подаючи іскру на один з циліндрів.
При виявленні ненормального сигналу ЕБУ зможе компенсувати зниження ефективності циліндра, не перевантажуючи інші циліндри. Це означає, що продуктивність підтримується без шкідливого впливу на двигун.
Крім того, ЕБУ може використовувати інформацію про ці ненормальних сигналах для генерації звіту за відхиленнями окремих циліндрів для бортової діагностичної системи (OBD). Цей звіт транслюється в діагностичні коди несправності (DTC) - згодом це допоможе автомеханіка швидко і ефективно відшукати причину несправності.
Датчики в системах нейтралізації відпрацьованих газів
В умовах постійного посилення вимог до автовиробників, спрямованих на скорочення викидів шкідливих речовин, впроваджуються різні рішення для нейтралізації відпрацьованих газів. До таких рішень відносяться система рециркуляції відпрацьованих газів, каталізатори для нейтралізації оксидів азоту та сажові фільтри для дизельних двигунів (DPF). Всі ці системи покликані скоротити вміст шкідливих речовин у відпрацьованих газах.
Датчики кисню, поряд з датчиками тиску і температури, відстежують умови роботи цих систем. Вони вимірюють концентрацію кисню і таким чином дозволяють ЕБУ оцінювати стан цих систем в контексті відповідності встановленим специфікаціям. Наприклад, для регенерації фільтр сажі (DPF) потрібна висока концентрація кисню і висока температура. Датчики кисню не тільки забезпечують працездатність цих систем, а й відіграють вирішальну роль в запобіганні потенційного, вкрай дорогого ремонту.
Такі системи використовуються на більшості сучасних автомобілів, оснащених дизельними двигунами, і як мінімум одна з них використовує в своїй роботі один або декілька датчиків кисню. У нових, спільних з автовиробниками, проектах DENSO вже використовуються переваги новітніх датчиків з метою реалізації розширеного функціоналу на бензинових двигунах і приведення автомобілів у відповідність з екологічними стандартами.
Вдосконалені датчики скорочують викиди шкідливих речовин і витрата палива
Датчики кисню, будучи ключовим елементом системи управління двигуном, дозволяють оптимізувати контроль викидів шкідливих речовин, не впливаючи на продуктивність двигуна. Насправді, помітне розширення можливостей самодіагностики дозволяє збільшувати і ефективність двигуна. Таким чином, забезпечуючи можливість кількісного контролю робочих параметрів двигуна в режимі реального часу, вдосконалені датчики кисню, поряд з іншими компонентами силового агрегату (ЕБУ, системою нейтралізації відпрацьованих газів), дозволяють автовиробникам і автовласникам відчути переваги більш ефективних двигунів.
назад 