Discovery 2. Manual - part 458

 

  Index      Land Rover     Land Rover Discovery 2 - service manual 1999 year

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  456  457  458  459   ..

 

 

Discovery 2. Manual - part 458

 

 

EMISSION CONTROL - V8

DESCRIPTION AND OPERATION 17-2-31

The SAI control valves are located on brackets at each side of the engine.

The air injection supply pipes connect to a large bore port on the side of each SAI control valve via a short rubber 
connection hose. A small bore vacuum port is located on each SAI control valve at the opposite side to the air injection 
supply port. The vacuum supply to each vacuum operated SAI control valve is through small bore nylon hoses from 
the SAI vacuum solenoid valve. An intermediate connector is included in the vacuum supply line to split the vacuum 
applied to each vacuum operated valve, so that both valves open and close simultaneously.

When a vacuum is applied to the SAI control valves, the valve opens to allow the pressurised air from the SAI pump 
through to the exhaust manifolds. The injection air is output from each SAI control valve through a port in the bottom 
of each unit. A metal pipe connects between the output port of each SAI control valve and each exhaust manifold via 
an intermediate T-piece. The T-piece splits the pressurised air delivered to ports at the outer side of the two centre 
exhaust ports on each cylinder head. The pipes between the T-piece and the exhaust manifold are enclosed in 
thermal sleeving to protect the surrounding components from the very high heat of the exhaust gas, particularly at 
high engine speeds and loads.

When the SAI vacuum solenoid valve is de-energised, the vacuum supply line opens to atmosphere, this causes the 
vacuum operated valves to close automatically and completely to prevent further air injection.

If the vacuum operated SAI control valves malfunction, the following fault codes may be stored in the ECM diagnostic 
memory, which can be retrieved using 'Testbook':

The above system faults could be attributable to anything which might prevent air delivery to the exhaust manifolds 
(e.g. disconnected or blocked SAI delivery pipe, disconnected or blocked vacuum pipe etc.)

P-code

Description

P1412

SAI system fault (LH side) - air delivery not reaching catalysts

P1414

SAI system fault (LH side) - air delivery not reaching catalysts

P1413

SAI system fault (LH side) - air delivery not reaching catalysts

P1415

SAI system fault (RH side) - air delivery not reaching catalysts

P1417

SAI system fault (RH side) - air delivery not reaching catalysts

P1416

SAI system fault (RH side) - air delivery not reaching catalysts

EMISSION CONTROL - V8

17-2-32 DESCRIPTION AND OPERATION

Vacuum reservoir

Vacuum port to SAI vacuum solenoid valve
Vacuum port to intake manifold (one-way valve 

end)

Vacuum reservoir

A vacuum reservoir is included in the vacuum supply line between the intake manifold and the SAI vacuum solenoid 
valve. The vacuum reservoir contains a one-way valve, to stop depression leaking back towards the intake manifold 
side. The reservoir holds a constant vacuum so that the SAI control valves open instantaneously as soon as the SAI 
solenoid valve is energised.

The vacuum reservoir is a plastic canister construction located on a bracket at the LH side of the engine compartment. 
It is important to ensure the reservoir is fitted in the correct orientation, and the correct vacuum hoses are attached to 
their corresponding ports. The one-way valve end of the vacuum reservoir (cap end, to inlet manifold) is fitted towards 
the rear of the vehicle. 

A small bore nylon hose is used to connect the one-way valve end of the vacuum reservoir to a port on the RH side 
of the inlet manifold. A further  hose connects between the other port on the vacuum reservoir and a port on the front 
of the SAI vacuum solenoid valve.

M17 0212

1

2

3

EMISSION CONTROL - V8

DESCRIPTION AND OPERATION 17-2-33

Crankcase emission control operation

Oil laden noxious gas in the engine crankcase is drawn through a spiral oil separator located in the stub pipe to the 
ventilation hose on the right hand cylinder head rocker cover, where oil is separated and returned to the cylinder head. 
The rubber ventilation hose from the right hand rocker cover is routed to a port on the right hand side of the inlet 
manifold plenum chamber, where the returned gases mix with the fresh inlet air passing through the throttle butterfly 
valve. The stub pipe on the left hand rocker cover does not contain an oil separator, and the ventilation hose is routed 
to the throttle body housing at the air inlet side of the butterfly valve. The mass of fresh air which is drawn in from the 
atmospheric side of the throttle butterfly to mix with the returned crankcase gas depends on the throttle position and 
the engine speed.

Hose – RH rocker cover to inlet manifold
Inlet manifold
Throttle body
Air intake
Hose – LH rocker cover to inlet manifold
LH rocker cover breather tube (without oil 

separator)

LH rocker cover baffle
RH rocker cover baffle
RH rocker cover breather tube

10 Oil separator (integral with breather tube)

When the engine is running in cruise conditions or at idle, manifold pressure is low and the majority of gases are drawn 
into the inlet manifold through the oil / vapour separator in the RH rocker cover stub pipe. At the same time, filtered 
air is drawn from the throttle body into the engine via the LH rocker cover.

During periods of driving at Wide Open Throttle (WOT), pressure at either side of the throttle disc equalizes (manifold 
depression collapses). The larger ventilation opening at the throttle housing positioned in the fast moving stream of 
intake air, now offers more 'pull' than the small opening in the RH rocker cover and the flow of ventilation reverses, 
drawing gases from the LH rocker cover into the throttle body for subsequent burning in the combustion chambers.

EMISSION CONTROL - V8

17-2-34 DESCRIPTION AND OPERATION

Exhaust emission control operation

The oxygen content of the exhaust gas is monitored by heated oxygen sensors using either a four sensor (NAS only) 
or two sensor setup, dependent on market destination and legislative requirements. Signals from the heated oxygen 
sensors are input to the engine management ECM which correspond to the level of oxygen detected in the exhaust 
gas. From ECM analysis of the data, necessary changes to the air:fuel mixture and ignition timing can be made to 
bring the emission levels back within acceptable limits under all operating conditions. 

Changes to the air:fuel ratio are needed when the engine is operating under particular conditions such as cold starting, 
idle, cruise, full throttle or altitude. In order to maintain an optimum air:fuel ratio for differing conditions, the engine 
management control system uses sensors to determine data which enable it to select the ideal ratio by increasing or 
decreasing the air to fuel ratio. Improved fuel economy can be arranged by increasing the quantity of air to fuel to 
create a lean mixture during part-throttle conditions, however lean running conditions are not employed on closed loop 
systems where the maximum is 

λ

 = 1. Improved performance can be established by supplying a higher proportion of 

fuel to create a rich mixture during idle and full-throttle operation. Rich running at wide open throttle (WOT) for 
performance and at high load conditions helps to keep the exhaust temperature down to protect the catalyst and 
exhaust valves.

 The voltage of the heated oxygen sensors at 

λ

 = 1 is between 450 and 500 mV. The voltage decreases to 100 to 500 

mV if there is an increase in oxygen content (

λ

 > 1) indicating a lean mixture. The voltage increases to 500 to 1000 

mV if there is a decrease in oxygen content (

λ

 < 1), signifying a rich mixture. 

The heated oxygen sensor needs to operate at high temperatures in order to function correctly (

 350

°

 C). To achieve 

this the sensors are fitted with heater elements which are controlled by a pulse width modulated (PWM) signal from 
the engine management ECM. The heater element warms the sensor's ceramic layer from the inside so that the 
sensor is hot enough for operation. The heater elements are supplied with current immediately following engine start 
and are ready for closed loop control within about 20 to 30 seconds (longer at cold ambient temperatures less than 
0

°

C (32

°

F)). Heating is also necessary during low load conditions when the temperature of the exhaust gases is 

insufficient to maintain the required sensor temperatures. The maximum tip temperature is 930

°

 C.

A non-functioning heater element will delay the sensor's readiness for closed loop control and influences emissions. 
A diagnostic routine is utilised to measure both sensor heater current and the heater supply voltage so its resistance 
can be calculated. The function is active once per drive cycle, as long as the heater has been switched on for a pre-
defined period and the current has stabilised. The PWM duty cycle is carefully controlled to prevent thermal shock to 
cold sensors.

The heated oxygen sensors age with mileage, causing an increase in the response time to switch from rich to lean 
and lean to rich. This increase in response time influences the closed loop control and leads to progressively 
increased emissions. The response time of the pre-catalytic converter sensors are monitored by measuring the period 
of rich to lean and lean to rich switching. The ECM monitors the switching time, and if the threshold period is exceeded 
(200 milliseconds), the fault will be detected and stored in the ECM as a fault code (the MIL light will be illuminated 
on NAS vehicles). NAS vehicle engine calibration uses downstream sensors to compensate for aged upstream 
sensors, thereby maintaining low emissions.

Diagnosis of electrical faults is continuously monitored for both the pre-catalytic converter sensors and the post-
catalytic converter sensors (NAS only). This is achieved by checking the signal against maximum and minimum 
threshold for open and short circuit conditions. For NAS vehicles, should the pre- and post-catalytic converters be 
inadvertently transposed, the lambda signals will go to maximum but opposite extremes and the system will 
automatically revert to open loop fuelling. The additional sensors for NAS vehicles provide mandatory monitoring of 
the catalyst conversion efficiency and long term fuelling adaptations.

Note that some markets do not legislate for closed loop fuelling control and in this instance no heated oxygen 
sensors will be fitted to the exhaust system.

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  456  457  458  459   ..