Λύσεις — Αισθητήρας Οξυγόνου (σελ. 161-166) – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Αισθητήρας Οξυγόνου

Λύσεις στις εργασίες των Ασκήσεων 23-24: αντιστοιχία τάσης αισθητήρα-λόγου λ, ρόλος επαφών θερμαινόμενου αισθητήρα, περιπτώσεις αντικατάστασης.

Πίνακας αντιστοιχίας τάσης αισθητήρα - λόγου λάμδα

Ερώτηση: Να αναφέρετε τις αντιστοιχίες τάσης του αισθητήρα οξυγόνου και της στοιχειομετρικής αναλογίας (λόγος λάμδα) και να κατασκευαστεί πίνακας που να συσχετίζει την τάση του αισθητήρα οξυγόνου και του λόγου λ (στοιχειομετρική αναλογία).

Απάντηση:

• Να αναφέρετε τις αντιστοιχίες τάσης του αισθητήρα οξυγόνου και της στοιχειομετρικής αναλογίας (λόγος λάμδα) και να κατασκευαστεί πίνακας που να συσχετίζει την τάση του αισθητήρα οξυγόνου και του λόγου λ (στοιχειομετρική αναλογία).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η τάση που παράγει ο αισθητήρας οξυγόνου αντιστοιχεί άμεσα στη στοιχειομετρική αναλογία (λόγο λ) του μίγματος αέρα-καυσίμου, γιατί εκφράζει τη διαφορά οξυγόνου ανάμεσα στα καυσαέρια και στο ατμοσφαιρικό οξυγόνο μέσα στον αισθητήρα. Ο σχετικός πίνακας αντιστοιχίας είναι: (1) Φτωχό μίγμα (λ>1, περίσσεια αέρα) → τάση χαμηλή, το πολύ 100-200 mV, γιατί υπάρχει περίσσεια οξυγόνου στα καυσαέρια και άρα μικρή διαφορά με το εσωτερικό οξυγόνο του αισθητήρα. (2) Στοιχειομετρική αναλογία (λ=1, ιδανικό μίγμα 14,7:1) → τάση ενδιάμεση, περίπου 500 mV. (3) Πλούσιο μίγμα (λ<1, έλλειψη αέρα/περίσσεια καυσίμου) → τάση υψηλή, 800-1000 mV, γιατί τα καυσαέρια έχουν ελάχιστο οξυγόνο και άρα μεγάλη διαφορά με το εσωτερικό οξυγόνο του αισθητήρα. Κατά τη λειτουργία του κινητήρα η τάση αυτή αυξομειώνεται συνεχώς γύρω από τα 500 mV, καθώς το σύστημα ψεκασμού διορθώνει διαρκώς το μίγμα γύρω από τη στοιχειομετρική αναλογία (κλειστός βρόχος λ).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Πίνακας: λ>1 (φτωχό) → 100-200 mV· λ=1 (στοιχειομετρικό) → ≈500 mV· λ<1 (πλούσιο) → 800-1000 mV

Επαφές τροφοδοσίας ECU στον θερμαινόμενο αισθητήρα

Ερώτηση: Ποιες ηλεκτρικές επαφές (καλώδια) του αισθητήρα οξυγόνου στέλνουν πληροφορίες στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU) του αυτοκινήτου, όταν ο αισθητήρας είναι θερμαινόμενος;

Απάντηση:

• Ποιες ηλεκτρικές επαφές (καλώδια) του αισθητήρα οξυγόνου στέλνουν πληροφορίες στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU) του αυτοκινήτου, όταν ο αισθητήρας είναι θερμαινόμενος;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στον θερμαινόμενο αισθητήρα οξυγόνου (τριών ή τεσσάρων επαφών) οι επαφές έχουν δύο ξεχωριστούς ρόλους: οι δύο επαφές, συνήθως λευκού χρώματος, τροφοδοτούν με τάση (συνήθως 12 Volts) την ηλεκτρική αντίσταση θέρμανσης που υπάρχει μέσα στον αισθητήρα, ώστε αυτός να θερμαίνεται ηλεκτρικά και να φτάνει γρηγορότερα στη θερμοκρασία λειτουργίας του (πάνω από 250°C)· αυτές οι δύο επαφές δεν στέλνουν καμία πληροφορία στην ECU, απλώς παρέχουν ισχύ στη θερμαντική αντίσταση. Η πληροφορία που ενδιαφέρει την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου —δηλαδή η παραγόμενη ηλεκτρική τάση του ίδιου του λήπτη λάμδα, που αντιστοιχεί στη στοιχειομετρική αναλογία του μίγματος— μεταφέρεται στην ECU μέσω των υπόλοιπων μίας ή δύο επαφών, συνήθως μαύρου και γκρι χρώματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Στέλνουν πληροφορία στην ECU οι επαφές μαύρου/γκρι χρώματος (σήμα τάσης λ)· οι επαφές λευκού χρώματος τροφοδοτούν μόνο τη θερμαντική αντίσταση, δεν μεταφέρουν πληροφορία

Περιπτώσεις αντικατάστασης αισθητήρα οξυγόνου

Ερώτηση: Αναφέρετε τις περιπτώσεις που ένας αισθητήρας οξυγόνου χρειάζεται αντικατάσταση.

Απάντηση:

• Αναφέρετε τις περιπτώσεις που ένας αισθητήρας οξυγόνου χρειάζεται αντικατάσταση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ένας αισθητήρας οξυγόνου πρέπει να αντικατασταθεί στις εξής περιπτώσεις: (1) όταν, κατά τον έλεγχο με βολτόμετρο, η ένδειξη παραμένει μόνιμα σε χαμηλή τάση (κάτω από 200 mV, ένδειξη φτωχού μίγματος ή μη λειτουργικού αισθητήρα) παρά τους διαδοχικούς ελέγχους του συστήματος τροφοδοσίας (κλείσιμο σωλήνα επιστροφής καυσίμου, έλεγχος για βουλωμένο φίλτρο βενζίνης, τσακισμένο ή βουλωμένο σωλήνα παροχής καυσίμου) που δεν αποκαθιστούν την ένδειξη· (2) όταν, στην αντίθετη περίπτωση, παρουσιάζεται συνεχής υψηλή τάση (πάνω από 700 mV, ένδειξη υπερπλούσιου μίγματος) και ο γενικότερος έλεγχος του συστήματος τροφοδοσίας δεν εντοπίζει άλλη αιτία· (3) όταν στον ψηφιακό παλμογράφο εμφανίζονται πολύ αργές αυξομειώσεις της τάσης, αντί για τη φυσιολογική γρήγορη και συνεχή αυξομείωση· και (4) κάθε φορά που αντικαθίσταται ο καταλύτης του αυτοκινήτου, αφού συνήθως συνιστάται ταυτόχρονη αντικατάσταση και του αισθητήρα οξυγόνου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Μόνιμη χαμηλή τάση (<200 mV) χωρίς αιτία στο σύστημα τροφοδοσίας, μόνιμη υψηλή τάση (>700 mV), πολύ αργές αυξομειώσεις στον παλμογράφο, ή αντικατάσταση του καταλύτη