Czujniki liniowe (A/F) i czujniki tlenu – czym się różnią?

DENSO
1.3.2022
Reklama
Reklama

Pomimo wzrostu popularności w pełni elektrycznych układów napędowych, producenci pojazdów nadal znajdują się pod silną presją, aby poprawiać osiągi silników spalinowych, tak by spełniały one coraz bardziej rygorystyczne normy emisji. W rezultacie monitorowanie emisji spalin z silnika zajmuje bardzo istotne miejsce. Czujnik liniowy A/F – specjalny rodzaj czujnika tlenu – mierzy stosunek powietrza do paliwa i umożliwia obsługę bardziej zaawansowanych procesów kontroli emisji.

Aby zachować zgodność z obecnymi i przyszłymi normami emisji, technologia sterowania silnikiem cały czas się zmienia – wiodący producenci części oryginalnego wyposażenia (OE), tacy jak DENSO, opracowują coraz bardziej zaawansowane czujniki, które wychodzą naprzeciw potrzebom producentów pojazdów. W rezultacie doskonale znany czujnik tlenu, częściej określany jako sonda lambda, zaczął być wspierany wieloma innymi czujnikami. W nowoczesnych silnikach jest zastępowany czujnikiem stosunku powietrza do paliwa (A/F).

Czujnik liniowy A/F DENSO
Czujnik liniowy A/F DENSO. Źródło: DENSO
Reklama

Chociaż oba te czujniki mają podobne zadania – monitorowanie składu spalin i przekazywanie zebranych danych do systemu sterowania silnikiem (EMS), optymalizację mieszanki paliwowo-powietrznej w komorze spalania silnika, regulację kąta wyprzedzenia zapłonu itp. – czujnik liniowy A/F jest bardziej czuły niż tradycyjna sonda lambda. Dzięki temu system EMS może z większą dokładnością reagować na potrzeby silnika, co umożliwia bardziej efektywne spalanie paliwa, a tym samym zmniejszenie emisji i większą oszczędność paliwa.

Różnica w czułości polega na tym, że czujnik tlenu wytwarza sygnał w postaci napięcia, którego wartość gwałtownie zmienia się w momencie, gdy stosunek powietrza do paliwa przestaje wynosić „lambda” – czyli 14,7kg powietrza do 1kg paliwa, co jest najbardziej wydajną mieszanką paliwa i powietrza (mieszkanką stechiometryczną) dla silnika spalinowego. Standardowy czujnik tlenu przesyła sygnał 0,8 V, gdy mieszanka jest zbyt bogata i 0,2 V, gdy mamy do czynienia z mieszanką ubogą.
 
 

typowy sygnał czujnika tlenu
Rys. 1. Typowy sygnał czujnika tlenu. Źródło: DENSO

W przeciwieństwie do zwykłego czujnika tlenu, sygnał wyjściowy czujnika liniowego A/F to prąd o zmiennym natężeniu. Jego wartość mierzona jest w miliamperach (mA) i zmienia się proporcjonalnie do ilości tlenu znajdującego się w spalinach. Innymi słowy, ECU silnika otrzymuje informację nie tylko o tym, czy mieszanka jest bogata czy uboga, ale może również dokładnie określić rozbieżność w składzie mieszanki.

typowy sygnał czujnika A/F
Rys. 2. Typowy sygnał czujnika A/F.  Źródło: DENSO
Reklama

Pomiar ilościowy umożliwia systemowi EMS szybsze i dokładniejsze reagowanie na bieżące wymagania silnika w zakresie mieszanki paliwowo-powietrznej. Zapewnia to większą kontrolę nad procesem spalania, a co za tym idzie, może znacznie poprawić wydajność działania katalizatora. Co więcej, w przypadku rozruchu zimnego silnika, można znacznie szybciej osiągnąć stan kontroli w pętli zamkniętej, co zmniejsza emisję niespalonych węglowodorów.

bardziej efektywne wykorzystanie katalizatora

bardziej efektywne wykorzystanie katalizatora
Rys. 3 i 4. Bardziej efektywne wykorzystanie katalizatora. Źródło: DENSO
szybkie gaśnięcie lampki oznacza znaczną redukcję emisji podczas rozruchu zimnego silnika
Rys. 5. Szybkie gaśnięcie lampki oznacza znaczną redukcję emisji podczas rozruchu zimnego silnika. Źródło: DENSO

Jak widać, sygnały wytwarzane przez te dwa typy czujników bardzo się od siebie różnią, dlatego nie można ich traktować wymiennie. Istnieje wiele różnych rodzajów czujników liniowych A/F. Niektóre różnice są widoczne z zewnątrz, inne sprowadzają się do różnic w elektronice, ale większość różnic kryje się w składzie ceramiki lub powłok ochronnych na elementach czujnika. Dlatego bardzo ważne jest, aby podczas wymiany czujnika liniowego A/F zawsze wybierać czujnik o dokładnie takiej samej specyfikacji jak oryginał.

Na rynku pojawiło się niedawno kilka przykładów tanich zamienników takich czujników. Testy laboratoryjne i samochodowe tych części, które przeprowadziło DENSO, wykazały ich bardzo słabą wydajność i żywotność, a także nadmierną konsolidację zastosowań dla pojazdów, co z pewnością będzie prowadzić do przedwczesnych awarii i powtarzających się kodów błędów DTC po ich zamontowaniu w pojeździe klienta.

Więcej informacji o czujnikach A/F DENSO można znaleźć na stronie www.denso-am.pl.

Źródło: DENSO

Reklama

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama