Jaké senzory jsou na katalyzátoru?

Účelem tohoto testu je prozkoumat činnost kyslíkových senzorů před i za katalyzátorem.

Jak provést test

1. Použijte údaje výrobce k identifikaci funkce obvodů lambda-sondy před a za katalyzátorem.
2. mítinky Connect PicoScope kanál A . do obvodu výstupního signálu snímače pre-cat.
3. mítinky Connect PicoScope kanál B . do obvodu výstupního signálu snímače za kočkou.
4. Nastartujte motor a nechte jej běžet, dokud nedosáhne normální pracovní teploty, poté jej nechte běžet na volnoběh.
5. Minimalizujte stránku nápovědy. To uvidíte PicoScope zobrazila příklad křivky a je přednastavena pro zachycení vaší křivky.
6. Home prostor pro zobrazení živých dat.
7. S vašimi křivkami na obrazovce zastavit rozsah.
8. Použití Waveform Buffer, Zoom a Měření nástroje ke zkoumání vašeho průběhu.

Příklad průběhu

Poznámky k průběhu

Tyto známé dobré průběhy mají následující vlastnosti:

• Signál snímače před katalyzátorem Kanál A periodicky přepíná mezi přibližně 0.1 V (indikuje chudou směs) a 0.8 V (indikuje bohatou směs).
• Přechod signálu před katalyzátorem z chudého na bohatý nebo naopak trvá přibližně 0.5 s.
• Signál snímače post-katalyzátoru Kanál B. zůstává kolem 0.1 V, což indikuje chudý výstup z katalyzátoru, bez ohledu na vstupy bohaté směsi indikované snímačem předkatalyzátoru Kanál A .

Knihovna křivek

Přejděte na lištu rozevírací nabídky v levém dolním rohu Knihovna křivek okno a vyberte, Kyslík / O2/ Lambda sonda.

Další pokyny

Lambda sonda je také označována jako kyslík nebo kyslík₂ nebo Heated Exhaust Gas Oxygen (HEGO) senzor a hraje velmi důležitou roli při kontrole výfukových emisí u vozidla vybaveného katalyzátorem. Pre-cat senzor se montuje do výfukového potrubí před katalyzátor a vozy využívající nový EOBD2 mají také post-cat lambda sondu.

Snímače mají různý počet elektrických připojení, maximálně čtyři vodiče. Reagují na obsah kyslíku ve výfukovém systému a produkují malé napětí v závislosti na aktuálně pozorované směsi vzduchu a paliva. Rozsah napětí se ve většině případů pohybuje mezi 0.2 a 0.8 V: 0.2 V znamená chudou směs a 0.8 V znamená bohatší směs.

Vozidlo vybavené lambda sondou má „uzavřenou smyčku“, což znamená, že po spálení paliva během spalovacího procesu senzor analyzuje výsledné emise a podle toho upraví palivo do motoru.

Lambda sondy mohou mít topné těleso, které ohřívá senzor na jeho optimální provozní teplotu 600 °C. To umožňuje, aby byl senzor umístěn dále od zdroje tepla na rozdělovači na „čistší“ místo. Snímač je nefunkční pod 300 °C.

Lambda sonda jsou v podstatě dvě porézní platinové elektrody. Vnější povrch elektrody je vystaven výfukovým plynům a je potažen porézní keramikou, přičemž vnitřní potažený povrch je vystaven čerstvému ​​vzduchu.

Nejčastěji používaný senzor má zirkonový prvek, který vytváří napětí, když je rozdíl v obsahu kyslíku mezi dvěma elektrodami. Tento signál je poté odeslán do elektronického řídicího modulu (ECM) a podle toho se upraví směs.

Titania se také používá při výrobě jiného typu lambda sondy, která nabízí rychlejší spínací dobu než běžnější zirkoniový senzor. Senzor kyslíku Titania se liší od senzoru zirkonu tím, že není schopen produkovat vlastní výstupní napětí, a proto je závislý na 5voltovém napájení z ECM vozidla. Referenční napětí se mění podle poměru vzduchu a paliva v motoru, přičemž chudá směs se vrací jen o 0.4 voltu a bohatá směs produkuje v oblasti 4.0 voltu.

ECM bude řídit doplňování paliva v „uzavřené smyčce“, když to vhodné podmínky dovolí, což je normálně během volnoběhu, mírného zatížení a tempomatu. Když vozidlo zrychluje, ECM umožní přeplnění paliva a ignoruje signály lambda. To se také děje během počátečního zahřátí.

Senzory Titania i Zirconia, pokud fungují správně, spínají přibližně jednou za sekundu (1 Hz) a oba se začnou spínat až po dosažení normální provozní teploty. Toto přepínání lze pozorovat na osciloskopu nebo pomocí nízkorozsahového napětí na multimetru. Na osciloskopu by měl výsledný průběh vypadat jako na obrázku výše. Pokud je frekvence spínání pomalejší, než se očekávalo, vyjmutím senzoru a jeho vyčištěním sprejem s rozpouštědlem se může doba odezvy zlepšit.

Konstantní vysokonapěťový výstup z Zirconia ukazuje, že motor běží neustále bohatý a je mimo rozsah nastavení ECM; zatímco nízké napětí indikuje chudou nebo slabou směs.

Spínací napětí na senzoru post-cat signalizuje, že plyny procházejí přes keramický monolit katalyzátoru, aniž by byly vystaveny chemické změně, a proto je nutné kočku vyměnit za známou dobrou jednotku, za předpokladu, že tvar vlny před kočkou odpovídá specifikaci.

Typická zirkoniová lambda sonda má čtyři vodiče. Barvy se u různých výrobců liší, ale nejběžnější uspořádání je znázorněno níže.

Horní vodič: Bílé topné těleso (+)
2. drát: Bílé topné těleso (-)
3. vodič: Černý — signál
4. drát: Šedý — zemnící

Odmítnutí odpovědnosti
Toto téma nápovědy podléhá změnám bez upozornění. Informace uvnitř jsou pečlivě kontrolovány a považovány za správné. Tyto informace jsou příkladem našich šetření a zjištění a nejedná se o konečný postup. Pico Technology nenese žádnou odpovědnost za nepřesnosti. Každé vozidlo se může lišit a vyžaduje jedinečné nastavení testu.

Pomozte nám zlepšit naše testy

Víme, že naši uživatelé PicoScope jsou chytří a kreativní, a rádi bychom obdrželi vaše nápady na zlepšení v tomto testu. Klikněte na Přidat komentář tlačítko pro zanechání zpětné vazby.

Vyčerpat

Výfuk a katalyzátor

Systém výfuku a katalyzátoru je navržen tak, aby bezpečně odváděl výfukové plyny od motoru, tlumil hluk motoru, snižoval emise z výfuku a udržoval optimální spotřebu paliva. Tyto plyny mohou být škodlivé pro vás i pro životní prostředí, pokud se s nimi nezachází správně. Zkontrolujte, zda v přední části výfukového systému nejsou žádné otvory, které by mohly mít za následek špatnou regulaci emisí. A ujistěte se, že výfukové plyny nevnikají do prostoru pro cestující, kde by vám mohly způsobit vážné problémy, včetně závratí, točení hlavy a dokonce smrti.

Systém výfuku a katalyzátoru obvykle neobsahuje žádné pohyblivé části, nicméně systém je extrémně důležitý při aktivní kontrole znečišťujících látek ve výfukových plynech. Sběrné potrubí a potrubí výfukového systému odvádí plyny vznikající při spalování paliva a vzduchu ve spalovací komoře motoru. Kyslíkový senzor, senzor zpětné vazby řízení motoru, umístěný v přední části výfukového proudu, měří, jak efektivně bylo spalováno palivo a vzduch ve spalovací komoře.

Prostřednictvím přesného monitorování signálu kyslíkového senzoru systém řízení motoru extrémně rychle upravuje množství paliva dodávaného do spalovací komory, čímž maximalizuje palivovou účinnost a vytváří směs výfukových plynů optimalizovanou pro čištění katalyzátorem. Výfukové plyny procházejí katalyzátorem, kde se škodlivé složky výfukových plynů: oxidy dusíku, uhlovodíky a oxidy uhelnaté (NOx, HC a CO) přeměňují na nezávadnou vodu a oxid uhličitý (H2O a CO2).

Když přeměněné výfukové plyny opouštějí katalyzátor, procházejí přes další kyslíkový senzor, který signalizuje systému řízení motoru, jak efektivně byl katalyzátor schopen vyčistit škodlivé výfukové škodliviny. Odtud výfukové plyny procházejí typickými součástmi výfukového systému včetně tlumičů, rezonátorů, potrubí a koncovek. Podívejme se hlouběji na některé součásti výfuku a katalyzátoru a jejich funkce, včetně toho, jak katalyzátor mění chemii výfukových plynů.

Přehled výfukových emisí

Výfukové plyny jsou vyrobeny ze škodlivých molekul, ale tyto molekuly jsou vyrobeny z relativně neškodných atomů. Díky chemii a technologii katalyzátorů můžeme molekuly poté, co opustí spalování vozidla, rozdělit na neškodné částice, než se vypumpují do vzduchu. Tyto procesy probíhají uvnitř horkého katalyzátoru.

Katalyzátor je jednoduše chemická látka, která urychluje chemickou reakci, aniž by se v procesu měnila nebo spotřebovávala. V katalyzátoru je úkolem katalyzátoru urychlit štěpení škodlivých molekul. Katalyzátor je vyroben z platiny nebo podobného kovu podobného platině, jako je palladium nebo rhodium.

V katalytickém konvertoru pracují dva různé typy katalyzátoru, redukční katalyzátor a oxidační katalyzátor. Oba typy se skládají z keramické struktury potažené kovovým katalyzátorem, obvykle platinou, rhodiem a/nebo palladiem. Cílem je vytvořit strukturu, která vystaví maximální povrchovou plochu katalyzátoru proudu výfukových plynů a zároveň minimalizuje množství potřebného katalyzátoru.

Vozidla OBD II jsou vybavena třícestnými katalyzátory. To se týká tří regulovaných emisí, které pomáhá snižovat. Redukční katalyzátor je prvním stupněm katalyzátoru. Používá platinu a rhodium ke snížení emisí NOx. Když se molekula NO nebo NO2 dostane do kontaktu s katalyzátorem, katalyzátor vytrhne atom dusíku z molekuly a drží se na něm, čímž uvolní kyslík ve formě O2. Atomy dusíku se vážou s jinými atomy dusíku, které jsou také přilepeny ke katalyzátoru a tvoří N2. Například: 2NO => N2 + O2 nebo 2NO2 => N2 + 2O2 2NO => N2 + O2 nebo 2NO2 => N2 + 2O2. Oxidační katalyzátor je druhým stupněm katalytického konvertoru. Redukuje nespálené uhlovodíky a oxid uhelnatý jejich spalováním na platinovém a palladiovém katalyzátoru. Tento katalyzátor napomáhá reakci CO a uhlovodíků se zbývajícím kyslíkem ve výfukových plynech. Například: 2CO + O2 => 2CO2

Výfukové potrubí

Výfukové potrubí se připojuje k hlavě válců a odebírá výfukové plyny z každého válce a spojuje je do jedné trubky. Rozdělovač byl tradičně vyroben z litiny. Novější rozdělovače mohou být vyrobeny z nerezové oceli, oceli nebo hliníku. U většiny konfigurací řadových válců je pouze jedno výfukové potrubí. U motorů s uspořádáním válců do V, typickým pro V-6 a V-8, je obvykle jedno výfukové potrubí na skupinu válců. Výfukové potrubí pracuje v extrémních podmínkách s rychlými změnami teplot, které mohou způsobit prasknutí nebo uvolnění těsnění a spojovacích spojů, což má za následek úniky výfukových plynů.

Některá výfuková potrubí mají předřazený kyslíkový senzor nebo předkatalytický konvertor zašroubovaný do centrálního umístění, které vystavuje hrot kyslíkového senzoru směsi plynů ze všech válců. Pokud je tento design použit na V-6 nebo V-8, bude v každém potrubí umístěn kyslíkový senzor.

Katalyzátor

Tato část podobná tlumiči přeměňuje škodlivý oxid uhelnatý a uhlovodíky na vodní páru a oxid uhličitý. Některé konvertory také snižují škodlivé oxidy dusíku. Převodník je namontován mezi výfukovým potrubím a tlumičem.

Katalyzátor je rozměrná kovová nádoba válcového tvaru, umístěná v proudu výfukových plynů v blízkosti motoru. Vstupní potrubí měniče je připojeno k motoru a přivádí horké, znečištěné výfukové plyny z válců motoru. Výstup z převodníku je napojen na výfukové potrubí. Když plyny z motoru procházejí katalyzátorem, probíhají na jeho povrchu chemické reakce, které rozbíjejí plyny znečišťujících látek a přeměňují je na jiné plyny, které lze bezpečně vrátit do atmosféry.

Teplota, při které katalyzátor začíná pracovat, je kolem 600 stupňů F, s normálním provozním rozsahem kolem 1,400 2,000 stupňů F. Když se do výfuku přidá nespálené palivo, provozní teplota konvertoru se může výrazně zvýšit. Pokud se teplota dostane kolem XNUMX XNUMX stupňů F nebo vyšší, keramická voština začne degradovat a slábnout a kovy katalyzátoru se mohou roztavit. To urychluje proces stárnutí a způsobuje ztrátu účinnosti měniče. Když účinnost měniče klesne do bodu, kdy vozidlo může překračovat limit znečištění, PCM rozsvítí kontrolku motoru a nastaví diagnostický poruchový kód.

Neřešené přehřívání je hlavní příčinou ucpávání katalyzátoru. Základní příčinou jsou zde často znečištěné nebo špatně zapalovací svíčky.

Kyslíkový senzor (proti proudu nebo před kočkou)

Všechna vozidla vybavená OBD II používají kyslíkový senzor k měření množství kyslíku přítomného ve výfukových plynech. Senzor informuje řídicí počítač motoru (PCM), zda palivová směs hoří bohatá (méně kyslíku) nebo chudá (více kyslíku). PCM neustále sleduje napětí snímače, aby určil, zda je směs bohatá nebo chudá, a upravuje množství paliva vstupujícího do motoru tak, aby byla získána správná směs pro maximální spotřebu paliva a nízké emise. Senzor kyslíku je namontován ve výfukovém potrubí nebo blízko něj v předním výfukovém potrubí.

Kyslíkový senzor musí být horký (600 stupňů F), než bude generovat spolehlivý napěťový signál. Horké výfukové plyny poskytují dostatek tepla k uvedení lambda sondy na provozní teplotu za určitých provozních podmínek, ale ne za jiných podmínek, jako je studený start nebo volnoběh. Během této doby PCM nepoužívá signál lambda sondy k úpravě palivové směsi. To obvykle vede k bohaté palivové směsi, plýtvání palivem a vyšším emisím. Kvůli těmto problémům mají vozidla vyhovující OBD II primárně vyhřívané kyslíkové senzory.

Vyhřívané lambda sondy mají vnitřní ohřívací okruh, který uvede senzor na provozní teplotu rychleji než nezahřívaný senzor. Ohřívač zahřeje senzor na provozní teplotu během 20 až 60 sekund v závislosti na senzoru a také udržuje lambda sondu horkou, i když motor běží na volnoběh po dlouhou dobu.

Když se signál lambda sondy nebo obvod topení přeruší, zkratuje nebo se dostane mimo rozsah, modul PCM obvykle nastaví diagnostický poruchový kód (DTC) a rozsvítí kontrolku Check Engine. Kyslíkové senzory jsou však považovány za položky údržby, které se používáním zhoršují a měly by být vyměňovány v souladu s intervaly doporučenými výrobcem nebo v případě, že jsou ve zhoršeném stavu. Snímač, který je degradován, může nadále fungovat dostatečně dobře, aby nenastavil kód DTC, ale ne dostatečně dobře, aby zabránil zvýšení emisí a spotřeby paliva.

Výkon lambda sondy má tendenci se s věkem snižovat, jak se nečistoty hromadí na špičce senzoru a postupně snižují její schopnost produkovat napětí nebo rychlé změny napětí. Tento druh poškození může být způsoben řadou látek, které se dostávají do výfuku, jako je olovo, silikon, síra, olejový popel a dokonce i některé přísady do paliva. Obecně se uznává, že vyhřívané třívodičové a čtyřvodičové O2 senzory v aplikacích od poloviny 1980. do poloviny 1990. let by se měly měnit každých 60,000 1996 mil a doporučený interval výměny pro rok 100,000 a novější vozidla vybavená OBDII je XNUMX XNUMX mil.

Kyslíkový senzor (po proudu nebo za kočkou)

U vozidel vybavených OBD II jsou v katalyzátoru nebo za ním namontovány jedna nebo dvě přídavná kyslíková čidla pro sledování účinnosti konvertoru. Pokud má motor dvojité výfuky se samostatnými konvertory, bude pro každý konvertor umístěn jeden senzor kyslíku za katalyzátorem nebo za katalyzátorem.

Následná lambda-sonda funguje stejně jako předřazená lambda-sonda ve výfukovém potrubí. Senzor vytváří napětí, které se mění, když se mění množství nespáleného kyslíku ve výfukových plynech. Signál vysokého nebo nízkého napětí informuje PCM, že palivová směs je bohatá nebo chudá.

PCM monitoruje účinnost konvertoru porovnáváním signálů lambda-sondy před a po proudu. Pokud konvertor dělá svou práci a snižuje znečišťující látky ve výfukových plynech, měla by lambda sonda vykazovat malou aktivitu. Pokud se signál z lambda sondy po proudu začne odrážet od lambda sondy vpředu, znamená to, že účinnost konvertoru klesla a konvertor nečistí znečišťující látky ve výfuku. Když se zdá, že účinnost měniče klesla do bodu, kdy vozidlo může překračovat limit znečištění, PCM rozsvítí kontrolku motoru a nastaví diagnostický poruchový kód.

Tlumič

Tlumič slouží ke ztišení výfuku na přijatelnou úroveň. Pamatujte, že proces spalování je série výbuchů, které vytvářejí spoustu hluku. Většina tlumičů výfuku používá přepážky k odrážení výfuku, rozptylování energie a ztišení hluku. Některé tlumiče také používají sklolaminátové těsnění, které absorbuje zvukovou energii při proudění plynů. Uvnitř tlumiče najdete zdánlivě jednoduchou sadu trubek s několika otvory. Tyto elektronky a komory jsou ve skutečnosti jemně vyladěné jako hudební nástroj. Jsou navrženy tak, aby odrážely zvukové vlny produkované motorem tak, že se částečně ruší.

Výfuk

Koncovka výfuku je posledním kusem výfukového potrubí v systému a je odvětrávána do otevřené atmosféry. Obvykle je koncovka výfuku připevněna k výstupní straně tlumiče.