Connessione dell'oscilloscopio durante il test: sensore Lambda Titania
Collegare un adattatore di prova BNC al canale A dell'PicoScope, collegare una pinza grande a coccodrillo nera sulla presa nera (negativo) dell'adattatore e una sonda da agopuntura sulla presa rossa (positivo) dell'adattatore. Collegare la pinza a coccodrillo nera sul negativo della batteria e collegare la connessione di uscita dei sensori Lambda alla sonda da agopuntura. Indipendentemente dal numero di fili di connessione del sensore lambda all'ECM dei veicoli, l'uscita dal sensore si trova sempre sul filo nero. Questo tipo di connessione viene illustrato nella figura 23.1.
Fig. 23.1
Esempio di forma d'onda del sensore Lambda Titania
Note sulla forme d'onda del sensore di ossigeno (Titania)
Il sensore lambda è anche denominato sensore di ossigeno (O2), questo sensore gioca un ruolo importantissimo nel controllo delle emissioni di scarico su un veicolo dotato di convertitore catalitico. Il sensore lambda è installato nel tubo di scarico prima del convertitore catalitico, è dotato di 4 connessioni e reagisce all'ossigeno contenuto nel sistema di scarico producendo un'oscillazione di tensione tra 0,5 V (meno ricca) e 4,0 V o superiore (ricca) quando il funzionamento è regolare.
I sensori Titania, a differenza dai sensori Zirconia, richiedono un'alimentazione di tensione in quanto non generano una propria tensione. Un veicolo dotato di un sensore lambda è caratterizzato da un 'anello chiuso', questo significa che durante il processo di combustione, il sensore analizzerà le emissioni e regolerà in tal senso l'alimentazione del motore. I sensori O2 Titania dispongono di un radiatore che consente il raggiungimento della temperatura di funzionamento ottimale. Il sensore quando funziona correttamente viene attivato circa una volta al secondo (1 Hz) ma la sua attivazione effettiva comincia solo quando ha raggiunto la temperatura di funzionamento normale. Questa attivazione può essere rilevata sull'oscilloscopio e la forma d'onda sarà simile a quella riportata nell'esempio. Se la frequenza dell'attivazione è più lenta del previsto, per migliorare i tempi di risposta, rimuovere il sensore e pulirlo con uno spray solvente.
Informazioni tecniche – sensori lambda
Il sensore lambda è anche denominato sensore di ossigeno O2 o HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen), questo sensore gioca un ruolo importantissimo nel controllo delle emissioni di scarico su un veicolo dotato di convertitore catalitico. Il sensore lambda viene installato nel tubo di scarico prima del convertitore catalitico, le auto che utilizzano il nuovo EOBD2 sono dotate anche di un sensore lambda post-catalitico.
Il sensore è dotato di varie connessioni che sono dotate di più fili (fino a quattro); il sensore reagisce al contenuto di ossigeno presente nel sistema di scarico e produrrà una piccola tensione in base al rapporto aria/carburante rilevato al momento. L'intervallo di tensione sarà compreso, nella maggior parte dei casi fra 0,2 e 0,8 V: 0,2 V indica una miscela scarsa mentre una dimensione di 0,8 indica una miscela più ricca. Un veicolo dotato di un sensore lambda è caratterizzato da un 'anello chiuso', questo significa che durante il processo di combustione, il sensore analizzerà le emissioni risultanti e regolerà in tal senso l'alimentazione del motore. I sensori lambda possono presentare un radiatore che riscalda il sensore fino a raggiungere la temperatura di funzionamento ottimale di 600 °C, questo consente il posizionamento del sensore lontano dalla fonte di calore nel collettore in un posto 'più pulito'. Il sensore al di sotto di 300 °C non è funzionante.
Il sensore lambda è essenzialmente dotato di due elettrodi di platino poroso. La superficie esterna degli elettrodi è esposta ai gas di scarico ed è ricoperta di una ceramica porosa con la superficie di copertura interna esposta all'aria fresca. Il sensore più comune utilizza un elemento Zirconia che produce una tensione quando viene rilevata una differenza di ossigeno tra i due elettrodi. Questo segnale viene inviato all'ECM e la miscela viene regolata in tal senso. Viene inoltre utilizzato l'elemento Titania nella produzione di un altro tipo di sensore lambda che offre tempi di attivazione più rapidi rispetto al sensore più comune zirconia.
Il sensore di ossigeno titania differisce dal sensore zirconia in quanto non è in grado di generale una propria tensione di uscita e quindi richiede un'alimentazione di 5 V dall'ECM del veicolo. La tensione di riferimento viene modificata in base alla percentuale di carburante/aria del motore, con una miscela meno ricca che restituisce una tensione minima di 0,4 V e a una miscela più ricca che produce una tensione di circa 4,0 V.
Un ECM controllerà l'alimentazione ad 'anello chiuso'solo nelle condizioni appropriate, normalmente durante: minimo, condizioni di carico leggero e viaggio a velocità costante. Quando il veicolo è accelerato, l'ECM consente una sovralimentazione e ignora i segnali lambda. Questo avviene anche durante il riscaldamento iniziale. I sensori titania e zirconia quando funzionano correttamente vengono attivati circa una volta al secondo (1 Hz) ma la loro attivazione effettiva comincia solo quando viene raggiunta la temperatura di funzionamento normale. È possibile osservare questa attivazione su un oscilloscopio oppure utilizzando una portata a bassa tensione su un multimetro. Quando si utilizza un oscilloscopio, la forma d'onda prodotta sarà simile a quella illustrata nella figura riportata di seguito. Se la frequenza dell'attivazione è più lenta del previsto, per migliorare i tempi di risposta, rimuovere il sensore e pulirlo con uno spray solvente.
Un'uscita di tensione alta costante dal zirconia indica che il motore è in moto con una miscela costantemente ricca e non è compresa nell'intervallo di regolazione dell'ECM, mentre una tensione bassa indica una miscela scarsa o meno ricca.
Fig. 23.2
Nella figura 23.2 viene illustrato un esempio di sensore lambda zirconia a due fili.
Connessioni elettriche (solo tipo zirconia)
Singolo filo: questo filo è l'uscita della tensione generata automaticamente dal sensore ed è generalmente di colore nero. Due fili: l'unità avrà un filo di uscita e un'uscita ritorno a massa. Tre fili: con un singolo filo di uscita e due fili per il riscaldatore (alimentazione e a massa). L'elemento di riscaldamento interno aumenta la temperatura per garantire il controllo più rapido per l'avvio a freddo. Quattro fili: questa unità ha i fili del segnale e di ritorno a massa del segnale. I due fili aggiuntivi sono quelli per il riscaldatore.
La disposizione del cablaggio tipi per entrambi i tipi di sensori sono illustrati nella figura 23.3.
