Контроль работы катализатора

Катализаторы — важнейшие детали современных систем очистки ОГ бензиновых двигателей. Постоянный контроль функционирования — одно из основных требований к системе OBD. Контроль функционирования происходит лишь опосредованно, поскольку пока еще нет готовых к серийному выпуску датчиков, измеряющих концентрацию вредных веществ в ОГ напрямую. Путем использования второго лямбда-зонда, называемого также диагностическим датчиком, за катализатором и сравнения амплитуд сигналов управляющего и диагностического зондов система распознает возможные неисправности катализаторов. Оба лямбда-зонда могут иметь идентичную конструкцию. Диагностический зонд в меньшей степени подвержен старению и нагрузкам и поэтому его можно использовать в качестве задающего регулятора лямбда-регулирования. Этот метод также называют «методом двойного лямбда-зонда».

Катализатор считается неисправным при превышении предельного значения СН в 1,5 раза. Контроль функции катализатора выполняется эпизодически, один раз за цикл движения.

Базой этого косвенного контроля служит способность материала катализатора к накоплению кислорода. Новые катализаторы способны накапливать большое количество кислорода. Прохождение сигнала у диагностического зонда слегка смещено по фазе по отношению к сигналу управляющего зонда из-за времени прохождения ОГ через катализатор. Из-за постоянного изменения состава смеси изменяется и концентрация кислорода в ОГ. Способность катализатора накапливать кислород смягчает эти изменения, в результате на диагностическом зонде у исправного катализатора почти не фиксируются изменения. Напряжение зонда имеет фактически постоянную характеристику в диапазоне богатой смеси. В зависимости от конструкции системы этот почти постоянный сигнал напряжения на диагностическом зонде может находиться в диапазоне богатой или бедной смеси.

Рис. Характеристика сигнала управляющего и диагностического лямбда-зондов

У неисправного или состарившегося катализатора способность накапливать кислород почти отсутствует. Состав ОГ на обоих лямбда-зондах почти одинаков. Сигналы обоих лямбда-зондов почти идентичны, если не считать небольшого фазового смещения, обусловленного временем образования смеси. У неисправного катализатора происходит слишком слабая нейтрализация вредных веществ либо она отсутствует вовсе. В результате второй лямбда-зонд также будет выполнять лямбда-регулирование. При внутренней диагностике в OBD сигналы напряжения обоих зондов сравниваются на протяжении нескольких циклов регулирования. При обнаружении совпадения сигналов напряжения зондов (допускается небольшое фазовое смещение, обусловленное временем прохода смеси) регистрируется неисправность и загорается индикатор MIL.