Auton Happianturi

Lambda-anturi tietoa ja happianturisimulaattori

Pekka Ritamäki OH3GDO
Happianturinkiinnitys.jpg
Kuvassa E36 3-sarjan BMW happianturi on kiinni pakoputkessa. Tässä anturissa hehkujohdot. Bosch on yleinen happianturivalmistaja.

Happi tai Lambda-(O2) anturitietoja.

Nämä ohjeet koskevat vain happiantureita, jotka kehittävät oman jännitteensä. Joissakin autoissa on hehkulla varastettu happianturi. Niiden antama jännite on suurempi ja ne toimivat nopeammin. Monet happianturi vaihdetaan turhaan koska korjaajat eivät osaa testata niitä. Anturit kestävät helposti 100000 kilometriä ja jos moottori toimii normaalisti ne kestävät auton iän.

Mitä happianturi tekee?

Lambda-anturi on laite joka antaa moottoriohjaustietokoneelle tiedon onko polttoaineseos liian laihaa tai rikasta. Anturi toimii jatkuvasti kun se on tarpeeksi kuuma ja moottorin ohjaustietokone käyttää anturin tietoa suljetussa säätösilmukassa. Säätösilmukassa polttoaineen säätö ohjataan antureiden perusteella. Tietokone katsoo moniulotteista taulukosta parhaan polttoaineen määrän mittaushetken moottoriarvoille taloudellisuus, päästöjen ja moottorin tehon mukaan. Moottorin tyhjäkäynti voi soutaa, jos happianturi ei toimi.
Pitäisikö happianturi korvata kun anturivalo syttyy autossa?
Anturi pitää testata ennen kuin tiedät, että nimenomaan happianturi on rikki tai ehjä. Valo saattaa merkitä sitä, että auton päästöt pitää mitata ja anturi ei ole lainkaan rikki. Varoitusvalo saattaa syttyä 50000 tai 100000 kilometrin välein. Katso ohjekirjasta valon merkitys tai kysy autohuollostasi asiasta.
Miten tiedän onko minun happianturini rikki?
Jos auton kulutus on noussut, se ei ole varma merkki happianturin viallisuudesta. Anturin vika saattaa olla kuitenkin yksi mahdollisuus. Muita mahdollisuuksia on imupuolen vuodot ja sytytysongelmat. Joissakin autotietokoneessa saattaa olla näkyvillä vikakoodeja, jotka selvittävät vian syyn. Jos koodi viittaa vialliseen happianturiin, kannattaa tarkistaa anturin johdotus ja anturi. Jos anturi on rikki moottori on laiska ja tehot ovat laskeneet. Jos OBDII mittari näyttää vikakoodia P0038 se tarkoittaa, että happianturin signaali ei ole normaali. Joko johto on irti tai anturi on viallinen.

Mikä rikkoo happianturin?

Jos moottorin korjauksessa tiivisteiden kanssa on käytetty silikoniliimoja, joissa ei lue “O2 sensor safe “ tai Oxygen sensor safe”, liimat ovat voineet tuhota happianturin. Kaikki moottorin osat, jotka ovat kosketuksessa moottoriöljyyn voivat aiheuttaa ongelmia. Väärä polttoaine voi myös pilata happianturin nopeasti. Jos moottori käy liian rikkaalla seoksella, anturi voi palaa puhki. Anturin johdon oikosulkeminen vahingossa ei riko anturia. Tietysti se vaikuttaa moottorin toimintaan, koska jännite menee nollaksi. Kun oikosulku poistetaan, moottori toimii normaalisti. Jäähdytysneste ja öljy voivat vahingoittaa anturia.
Voiko happianturin testaus rikkoa anturin?
Pelkkä mittaus ei riko anturia, mutta laittamalla vääriä jännitteitä anturiin se saattaa vahingoittua. Anturin mittaus yleismittarin voltti- tai vastusmittauksella ei riko anturia.

Kuinka happianturi toimii?

Happianturinrakenne.jpg

Happianturi on kemiallinen generaattori. Anturi vertaa jatkuvasti moottorin poistoputken hapen ja moottorin ulkoisen hapen määrää. Jos happea on poistoputkessa, niin anturi kehittää jännitteen. Anturin jännite on normaalisti 0 ja 1.1 voltin välillä. Kaikki polttomoottorit tarvitsevat oikean seossuhteen toimiakseen parhaimmalla hyötysuhteella. Bensiinimoottorilla tämä suhde on 14.7 osaa ilmaa ja yksi osa polttoainetta. 14.7 kg ilmaa ja 1 kg bensiiniä. Kun moottorissa on enemmän polttoainetta kuin se tarvitsee, kaikki happi kuluu sylinterissä ja happea ei mene poistokanavaan. Anturi antaa jännitteen joka on yli 50 % maksimiarvosta eli noin 0.5 volttia. Jos moottori käy liian laihalla seoksella, kaikki polttoaine poltetaan ja ylimääräisen happi poistuu poistokanavaan. Tässä tapauksessa anturin jännite on alle 0.5V. Normaali jännitealue on 0.2 ja 0.7 voltin välillä. Anturi ei kehitä jännitettä ennen kuin sen lämpötila nousee noin 300 C. Ennen kuin lämpötila on noussut, anturi ei anna mitään jännitettä. Anturi toimii kuten johto olisi poikki. Anturin keskijännite on noin 0,45 volttia. Silloin seos ei ole rikas eikä laiha. Täysin lämmennyt happianturi ei ole koko aikaa 0,45 volttia, vaan vaihtelee jatkuvasti tämän arvon ympärillä. Monissa autoissa tietokone kytkee heikon 0,45V:n apujännitteen happianturijohtoon. Jos anturi ei ole lämmin tai jos mittauspiiri ei ole kunnossa, tietokone saa tasaisen 0,45 volttin jännitteen. Koska tietokone tietää tämä on väärä arvo, se katsoo anturi olevan rikki. Kun anturi on rikki, tietokone käyttää kaikkia muita käytettävissä olevia tietoja polttoaineen annosteluun. Kun mittaustietoja ei saada happianturilta, moottori toimii liian rikkaalla seoksella ja pakokaasupäästöjä syntyy enemmän. Lopputulos näkyy alentuneena tehona, polttoaineen kulutuksen kasvuna ja pakokaasusaasteiden lisääntymisenä.
Happianturin jännite liikkuu jatkuvasti 0.45V molemmin puolin. Mitä nopeammin anturin jännite liikkuu 0.45V molemmin puolin, sitä nopeammin ja paremmin happianturi ja moottorin säätö toimii. On tärkeää muistaa, että happianturi vertaa hapen määrää moottorin sisällä ja ulkona. Jos anturin ulkopuolella on öljyä, pakkasnestettä, tai muuta massaa, anturin ei toimi lainkaan tai se on liian hidas.

Miten testaan happianturin?

Anturi voidaan testata moottorissa tai irrallaan. Jos sinulla on korkeaimpedanssinen volttimittari, mittaus on yksinkertainen. Kun tunnet happianturin toiminnan, työ helpottuu. Lue ensin miten happianturi toimii.

Happianturin testaus autossa

Moottori pitää olla ensin täysin lämmin. Jos autossa on viallinen termostaatti, tämä testi ei onnistu, koska moottorin lämpötila on mukana suljetun säätöpiirin toiminnassa. Kiinnitä volttimittarin plusjohto happianturin liitäntään. Tämä johto menee myös edelleen auton tietokoneeseen. Joudut avaamaan liittimen jotta saisi liitännän johtoon kiinni. Mittarin negatiivinen napa kytketään moottorin runkoon. Halvat analogiset jännitemittari eivät anna tarkkoja tuloksia, koska ne kuormittavat mittauspiiriä ja syövät jännitteen mitä niillä yritetään mitata. Hyvän mittarin sisäinen vastus on enemmän kuin 1 megaohmia /V. Useimmat nykyaikaiset digitaaliset jännitemittarit ovat riittävän hyviä. Tuskin mikään analoginen mittari pystyy tähän. Katso mittarin käsikirjasta tämä arvo. Aseta mittari 1 tai 2 voltin alueelle. Monet uudenaikaiset autot käyttävät ulkoista happianturin lämmitystä. Näihin antureihin menee enemmän kuin yksi johto. Lämmitettyyn anturiin menee 12 volttia yhteen johtoon ja maa toiseen johtoon, kolmannesta tulee anturin signaali. Jos anturissa on kaksi tai kolme johdinta, käytä 15 voltin aluetta, kunnes tiedät mikä on varsinaisen anturin ulostuloliitäntä.

Kun käynnistät auton, laita auton virta päälle, mutta älä starttaa vielä. Näet mittarissa jännitemuutoksen, jos autosi on suhteellisen uutta mallia. Jos ei näy mitään muutosta, tarkista johdot ja liitännät. Tarkasta, että mittarijohtimet eivät jää koneen väliin ja kun käynnistät moottorin. Pidä moottoria päällä kaksi minuuttia noin 2000 rpm kierroksilla. Tämä lämmittää happianturin ja auton säätö yrittää pitää happianturin takaisinkytketyssä ohjaussäädössä. Anturin jännitteen pitäisi muuttua nopeasti 0.45 voltin ympärillä. Kokeile matalia kierroksia ja hitaita kierroksia. Jos jännite muuttuu nopeasti tiedät, että anturi ja säätö toimii oikein. Jos anturi jännite on tasaisesti matala, anturi ei ole vielä lämmennyt. Voit kokeilla säätöä pienentämällä ilman tuloa (aikaisemmin autoissa oli “ryyppy”-säädin) tai laittamalla ylimääräistä polttoainetta kaasuttajaan. Ole varovainen, tästä voi aiheutua moottorille vaurioita. Voit aiheuttaa vikoja kaasuttimeen irrottamalla alipaineputken liitoksesta tai laittamalla ylimääräistä polttoainetta ilmanpuhdistajaan. Happianturin jännite pitää reagoida näihin muutoksiin. Moottorin ohjauksen pitää korjata polttoaineensyöttöä vastaavasti. Voit myös kokeilla irrottaa alipaineletkun tehostetusta jarruista. Happianturin jännite pitää laskea 0.2V. Jos anturi ei reagoi polttoaineseoksen pakotettuihin muutoksiin ja olet varma, että anturi on tarpeeksi lämmin, anturi saattaa olla viallinen. Ota se irti ja testaa anturi työpöydällä.

Happianturin testaus työpöydällä

ImageTestaus.jpg

Käytä tavallista digitaalivolttimittaria 2 tai 15V alueella. Laita anturi kiinni ruuvipuristimeen. Yhdistä negatiivinen johto anturin runkoon ja positiivinen anturin johtimeen. Aseta kaasulämmitin suurelle liekille ja lämmitä anturin päätä. Jännitteen pitäisi nousta ainakin 0,6V 20 sekunnissa . Jos jännite ei nouse vika on yleensä siinä, että anturin johto on irti. Kun poistat lämmön jännitteen pitää laskea 0,1 volttiin neljässä sekunnissa. Jos testi ei toimi, anturi on pilattu silikoniliimoilla. Jatka testausta lämmittämällä anturia kaksi minuuttia ja tarkkaili jännitteen laskua. Joskus saattaa käydä niin, että anturin johto irtoaa kun anturi lämpenee pidemmän aikaan. Tästä aiheutuu samanlaisia ongelmia ajossa kuin johto olisi poikki koko ajan. Tarkkaile jännitettä, sen pitäisi seurata lämpötilan muutoksia kun siirtelet liekkiä. Jos kaikki nämä testit ovat mennet läpi, anturi on kunnossa. Muista, että hyvä ja huono on suhteellista. Happianturin pitää seurata nopeasti lämpötilan muutoksia kun heilutat liekkiä anturissa. Muutos 0,9 voltista 0,1 volttiin pitää tapahtua alle sekunnissa. Kahden minuutin testi on hyvä tehdä uusille ja vanhoille antureille. Jos joudut korvaamaan anturin uudella, on hyvä tehdä nämä testit myös uudelle anturille, jotta opit miten ehjä anturi käyttäytyy. Jos anturi näyttää olevan ehjä, ei ole mitään syytä korvata se uudella.

Happianturisimulaattori

Happianturia voi simuloida tekemällä testilaitteen, joka antaa samanlaisen signaalin kuin happianturin. Se liitetään happianturiliittimeen kuvan1 mukaisesti. Huomaa, että alkuperäinen anturi on edelleen kytkettynä ja sen mahdollinen lämmitysjohdot ovat mukana.
Simulaattori antaa sakara-aaltoa, jonka taajuus on noin Simulaattoria voi käyttää OBDII ja MIL-valon testaukseen . MIL valo ilmaisee moottoriviat. Jos MIL-valo on aiheutunut viallisesta happianturista, sen OBDII:n nollauksen voi tehdä simulaattorin avulla. Liikenteessä ei simulaattoria saa käyttää.

HappianturinSimulointi.jpg

Kuva 1 Happianturisimulaattorin kytkentä

HappianturinSimulaattori.jpg

Kuva 2 Simulaattorin kytkentä. Seossäädöllä saadaan jännitteenvaihtelua säädettyä suuremmaksi ja pienemmäksi. Jännitteen vaihtelu on noin 0-1.1V, taajuus on noin 1.5Hz. Seossäädöllä voi vaihdella happianturin simulointia.

BiltemanHappianturi.jpg

Kuva 3 Happi-anturi ja sen liitin

Happianturinrakenne.jpg

Kuva 4 Happianturin(zirkonium) toimintaa on helppo seurata oskilloskoopin avulla. Tässä värähtely on noin 2Hz. Digitaalimittarilla voi olla vaikea seurata lukemia näin nopeasti.

heatedo2sensor.gif
Kuva 5 Laajajännitealueen (titaani) happianturi. Oskilloskooppikuvasta näkyy laaja jännitevaihtelu on 0-5V alueella. Tämä anturi ei anna jännitettä vaan sen vastus muuttuu hapen määrän mukaan. Muutokset näkyvät jännitteessä, koska auton tietokone antaa anturille apuvirran.

Missä happianturi on?

Happianturi on siinä kohtaan missä pakoputket yhtyvät yhdeksi. Joissakin autoissa on monia happiantureita.

heatedo2sensor.gif

Tässä on Bilteman happianturi 52980, joka pitäsi sopia myös Toyota Avensikseen.
Johdot
Punainen johdin : esilämmitys +12V.
Harmaajohdin : esilämmitys 0V.
Musta johdin : signaali 0-5V.
Kelstainen johdin: signaali 0V
javascript:;

ToyotaAvesnis2001Happianturi.jpg

Toyota Avensis 2001 vuoden happianturi. 4-johtoinen liitin
Paino [g]: 250
Napojen määrä: 4
Kaapelinmitta (mm): 230
Kierrekoko: M18x1.5

Boshinanturi.jpg
Boschin : 0 258 986 507 happianturi, jota suositellaan Toyota 2001 Avensikseen Happianturi1.jpg
Tässä on happianturin sisäinen kytkentä. Vasemmalla lämmityselementti, oikella itse anturi

Tässä on happianturin toimintakäyrä

k%C3%A4yr%C3%A4.jpg

Tässä on oskilloskooppikuva happianturin toiminnasta

oskiloskooppi.jpg

Tässä on oskilloskooppikuva happianturin toiminnasta

Happianturinoskilloskooppikuva2.jpg

Tässä on myös happianturin oskilloskooppikäyrä

Happianturinoskilloskooppikuva1.jpg

Happianturin toiminnan alku

Happianturink%27yr%C3%A4.jpg

Happianturin kytkentä

happianturi1.jpg

Tässä on happianturiliitännät

happianturitliittimet.jpg
Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License