Sensori lambda convertitore catalitico pre e post

Sarà necessario un PicoScope per eseguire questo test.

Modalità di collegamento dell'oscilloscopio

Canale A: Sensore pre-cat

  1. Collegare un cavetto di prova BNC nel Canale A dell’ oscilloscopio.
  2. Posizionare un morsetto a coccodrillo nero sulla spina nera (negativa) sul cavetto di prova.
  3. Posizionare una sonda di aggancio posteriore sul cavetto di prova colorato (positivo).
  4. Posizionare un morsetto coccodrillo su una connessione di terra adatta.
  5. Individuare il sensore lambda convertitore pre-catalitico e verificare posteriormente il cavo di segnale del sensore utilizzando la sonda di agopuntura. Questo è normalmente il filo nero: fare riferimento ai dati del produttore. Vedi Figura 1.

Canale B: Sensore post-cat

  1. Collegare un cavetto di prova BNC nel Canale B dell’oscilloscopio.
  2. Posizionare un morsetto a coccodrillo nero sulla spina nera (negativa) sul cavetto di prova.
  3. Inserire una sonda di aggancio posteriore sulla spina rossa (positiva) sul cavetto di prova.
  4. Posizionare un morsetto coccodrillo su una connessione di terra adatta.
  5. Individuare il sensore lambda convertitore post-catalitico e verificare posteriormente il cavo di segnale del sensore utilizzando la sonda di aggancio posteriore. Questo è normalmente il filo nero: fare riferimento ai dati del produttore). Vedi Figura 2.

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Esempio delle forme d'onda

Note sulla forma d'onda

I sensori lambda convertitori pre- e post- catalitico possono essere sia sensori di zirconio o di titanio, e la forma d'onda varia a seconda del tipo di sensore e della casa automobilistica.

L’intervallo di tensione da un sensore di zirconio, nella maggior parte dei casi, varia tra 0,2 e 0,8 volt: 0,2 volt indica una miscela magra e 0,8 volt indica una miscela più ricca. Un sensore di titanio produce una tensione oscillante tra 0,5 volt (magra) e 4,0 volt o sopra (ricca) quando viene eseguito correttamente.

I sensori in zirconio pre-cat (canale A), quando funzionano correttamente, commuteranno circa una volta al secondo (1 Hz) al raggiungimento della normale temperatura di funzionamento. Questa commutazione può essere vista sulla forma d'onda esempio.

Il sensore di zirconio post-cat (canale B) dovrebbe mostrare una linea pressoché retta a circa zero volt. Questa bassa tensione è il risultato del funzionamento effettivo del convertitore catalitico, che pulisce i gas di scarico.

Informazioni tecniche

Un sensore lambda viene inoltre chiamato sensore di O2 o sensore di ossigeno, o sensore di gas di scarico riscaldato (HEGO) e svolge un ruolo molto importante nel controllo delle emissioni di scarico su un veicolo con catalizzatore. Il sensore pre-cat viene inserito nel tubo di scarico prima del convertitore catalitico; inoltre, gli automobili che utilizzano il nuovo EOBD2 sono dotati di un sensore pre-cat lambda.

I sensori hanno un numero variabile di collegamenti elettrici, fino ad un massimo di quattro fili. Essi reagiscono al contenuto di ossigeno del sistema di scarico e producono una piccola tensione a seconda della miscela aria/carburante vista al momento. L’intervallo di tensione, nella maggior parte dei casi, varia tra 0,2 e 0,8 volt: 0,2 volt indica una miscela magra e 0,8 V indica una miscela più ricca.

Un veicolo equipaggiato con un sensore lambda è detto di avere «anello chiuso», questo significa che dopo che il carburante è stato bruciato durante il processo di combustione, il sensore analizzerà le emissioni e regolerà in modo appropriato l’approvvigionamento di carburante del motore.

I sensori lambda potrebbero avere un elemento riscaldante che riscaldi il sensore fino a raggiungere la sua temperatura ottimale di funzionamento di 600°C. Questo consente al sensore di essere situato ancora più lontano dalla fonte di calore al collettore in un percorso più «pulito». Il sensore non funziona sotto i 300 °C.

Il sensore lambda è essenzialmente costituito da due elettrodi di platino porosi. La superficie esterna dell'elettrodo è esposta ai gas di scarico ed è rivestita in una ceramica porosa con la superficie interna rivestita esposta all'aria aperta.

Il sensore più comunemente utilizzato dispone di un elemento in zirconio, producendo tensione quando tra i due elettrodi si registra una differenza nel contenuto di ossigeno. Questo segnale viene quindi inviato al modulo di controllo elettronico (ECM) e la miscela viene regolata di conseguenza.

Il biossido di titanio viene usato anche nella produzione di un altro tipo di sonda lambda, che fornisce un tempo di commutazione più veloce rispetto al più comune sensore in zirconia. Il sensore di ossigeno in biossido di titanio differisce dal sensore in zirconia nel fatto che non può produrre la propria tensione di uscita ed è pertanto legato ad un’alimentazione a 5 volt dall’ECM del veicolo. La tensione di riferimento viene modificata secondo il rapporto aria-combustibile del motore, con una miscela magra restituendo una tensione di 0,4 volt ed una miscela ricca che produce una tensione di all’incirca 4,0 volt.

Forme d’onda difettose: azione correttiva suggerita

L’ECM controllerà solo l’approvvigionamento in «anello chiuso», quando le condizioni lo consentono, e quindi normalmente durante inattività, carico leggero e operazioni di regolazione della velocità. Quando il veicolo accelera, l'ECM consente un approvvigionamento eccessivo e ignora i segnali lambda. Ciò accade anche durante il riscaldamento iniziale.

Sia i sensori in biossido di titanio che in zirconia, quando funzionano correttamente, commuteranno circa una volta al secondo (1 Hz) e inizieranno entrambi la commutazione solo dopo aver raggiunto la temperatura di funzionamento normale. Questa commutazione può essere osservata su un oscilloscopio o utilizzando un intervallo basso di tensione su un multimetro. Quando si utilizza un oscilloscopio, la forma d'onda risultante dovrebbe apparire come nella figura qui sotto. Se la frequenza di commutazione è più lenta del previsto, la rimozione e la pulizia del sensore con uno spray solvente potrebbero migliorare il tempo di risposta.

Un output costante ad alta tensione della zirconia mostra che il motore funziona costantemente con una miscela ricca ed è al di fuori dell’intervallo di regolazione dell’ECM, mentre una tensione bassa indica una miscela magra o debole.

Una tensione di commutazione sul sensore post-cat indica che i gas passano attraverso il monolite ceramico del convertitore catalitico senza essere sottoposti al cambiamento chimico e di conseguenza il catalizzatore deve essere sostituito con un'unità nota quale buona, sempre che la forma d'onda pre-cat rientri nelle specifiche.

Dati pin

Un sensore lambda zirconio tipico ha quattro fili. I colori variano tra produttori, ma la disposizione più comune viene illustrata di seguito.

zironia lambda sensor wires

AT128-3(IT)

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