Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng oxygen sensor

Oxygen sensor - isang aparato na idinisenyo upang maitala ang dami ng natitirang oxygen sa mga gas na maubos ng isang engine ng kotse. Matatagpuan ito sa sistema ng maubos na malapit sa catalyst. Batay sa datos na natanggap ng oxygen generator, itinutuwid ng electronic engine control unit (ECU) ang pagkalkula ng pinakamainam na proporsyon ng pinaghalong air-fuel. Ang labis na air ratio sa komposisyon nito ay ipinahiwatig sa industriya ng automotive sa pamamagitan ng Greek letter lambda (λ), dahil kung saan ang sensor ay nakatanggap ng pangalawang pangalan - lambda probe.

Labis na kadahilanan ng hangin λ

Bago i-disassemble ang disenyo ng oxygen sensor at ang prinsipyo ng operasyon nito, kinakailangan upang matukoy ang isang mahalagang parameter tulad ng labis na air ratio ng fuel-air na halo: ano ito, ano ang nakakaapekto at kung bakit ito sinusukat ng sensor

Sa teorya ng pagpapatakbo ng ICE, mayroong isang konsepto bilang ratio ng stoichiometric - ito ang perpektong proporsyon ng hangin at gasolina, kung saan ang kumpletong pagkasunog ng gasolina ay nangyayari sa silid ng pagkasunog ng silindro ng engine. Ito ay isang napakahalagang parameter, batay sa kung aling ang paghahatid ng fuel at mode ng pagpapatakbo ng engine ay kinakalkula. Katumbas ito ng 14,7 kg ng hangin sa 1 kg ng gasolina (14,7: 1). Naturally, tulad ng isang halaga ng pinaghalong air-fuel ay hindi pumasok sa silindro sa parehong oras, ito ay isang proporsyon lamang na muling kalkulahin para sa totoong mga kondisyon.

Labis na air ratio (λ) Ang ratio ba ng aktwal na halaga ng hangin na pumapasok sa makina sa teoretikal na kinakailangan (stoichiometric) na halaga para sa kumpletong pagkasunog ng gasolina. Sa mga simpleng termino, ito ay "kung magkano (mas kaunti) ang hangin na pumasok sa silindro kaysa sa dapat".

Depende sa halaga ng λ, mayroong tatlong uri ng pinaghalong air-fuel:

• λ = 1 - pinaghalong stoichiometric;
• λ <1 - pinaghalong "mayaman" (excretion - natutunaw; kakulangan - hangin);
• λ> 1 - "timpla" na timpla (labis - hangin; kakulangan - gasolina).

Ang mga modernong makina ay maaaring tumakbo sa lahat ng tatlong uri ng pinaghalong, depende sa kasalukuyang mga gawain (ekonomiya ng gasolina, masinsinang pagpapabilis, pagbawas ng konsentrasyon ng mga nakakapinsalang sangkap sa mga gas na maubos). Mula sa pananaw ng mga pinakamainam na halaga ng lakas ng engine, ang coefficient lambda ay dapat magkaroon ng isang halaga ng tungkol sa 0,9 ("mayaman" timpla), ang minimum na pagkonsumo ng gasolina ay tumutugma sa stoichiometric halo (λ = 1). Ang pinakamahuhusay na resulta para sa paglilinis ng mga gas na maubos ay mapapansin din sa λ = 1, dahil ang mabisang pagpapatakbo ng catalytic converter ay nangyayari na may isang stoichiometric na komposisyon ng pinaghalong air-fuel.

Layunin ng mga oxygen sensor

Ang dalawang sensor ng oxygen ay ginagamit bilang pamantayan sa mga modernong kotse (para sa isang in-line engine). Isa sa harap ng catalyst (itaas na lambda probe), at ang pangalawa pagkatapos nito (ibabang lambda probe). Walang mga pagkakaiba sa disenyo ng pang-itaas at mas mababang mga sensor, maaari silang pareho, ngunit nagsasagawa sila ng iba't ibang mga pag-andar.

Nakita ng pang-itaas o harap na oxygen sensor ang natitirang oxygen sa exhaust gas. Batay sa signal mula sa sensor na ito, ang unit ng pagkontrol ng engine ay "nakakaunawa" kung anong uri ng pinaghalong air-fuel na tumatakbo ang engine (stoichiometric, mayaman o sandalan). Nakasalalay sa mga pagbabasa ng oxygenator at sa kinakailangang operating mode, inaayos ng ECU ang dami ng fuel na ibinibigay sa mga silindro. Kadalasan, ang paghahatid ng gasolina ay nababagay patungo sa stoichiometric na halo. Dapat pansinin na kapag nag-init ang makina, ang mga signal mula sa sensor ay hindi pinapansin ng engine ECU hanggang sa maabot nito ang temperatura ng operating. Ang mas mababa o likuran ng lambda probe ay ginagamit upang higit na ayusin ang komposisyon ng halo at subaybayan ang kakayahang magamit ng catalytic converter.

Ang disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo ng oxygen sensor

Mayroong maraming uri ng mga lambda probe na ginagamit sa mga modernong kotse. Isaalang-alang natin ang disenyo at ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng pinakatanyag sa kanila - ang sensor ng oxygen batay sa zirconium dioxide (ZrO2). Ang sensor ay binubuo ng mga sumusunod na pangunahing elemento:

• Panlabas na elektrod - nakikipag-ugnay sa mga gas na maubos.
• Panloob na elektrod - nakikipag-ugnay sa kapaligiran.
• Elementong pampainit - ginagamit upang maiinit ang sensor ng oxygen at dalhin ito sa operating temperatura nang mas mabilis (mga 300 ° C).
• Solid electrolyte - matatagpuan sa pagitan ng dalawang electrodes (zirconia).
• Pabahay.
• Tip guard - may mga espesyal na butas (butas) para makapasok ang mga gas na maubos.

Ang panlabas at panloob na mga electrode ay pinahiran ng platinum. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng tulad ng isang lambda probe ay batay sa paglitaw ng isang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga platinum layer (electrodes), na sensitibo sa oxygen. Ito ay nangyayari kapag ang electrolyte ay naiinit, kapag ang mga oxygen ions ay lumilipat dito mula sa mga atmospheric air at exhaust gas. Ang boltahe sa mga electrodes ng sensor ay nakasalalay sa konsentrasyon ng oxygen sa mga gas na maubos. Ang mas mataas na ito, mas mababa ang boltahe. Ang saklaw ng boltahe ng signal ng signal ng oxygen ay 100 hanggang 900 mV. Ang senyas ay may hugis na sinusoidal, kung saan nakikilala ang tatlong rehiyon: mula 100 hanggang 450 mV - sandalan na pinaghalong, mula 450 hanggang 900 mV - mayamang halo, 450 mV ay tumutugma sa stoichiometric na komposisyon ng pinaghalong air-fuel.

Ang mapagkukunan ng Oxygenator at ang mga malfunction nito

Ang lambda probe ay isa sa mga pinakamabilis na pagod na sensor. Ito ay dahil sa ang katunayan na ito ay patuloy na nakikipag-ugnay sa mga gas na maubos at ang mapagkukunan nito direktang nakasalalay sa kalidad ng gasolina at kakayahang magamit ng engine. Halimbawa, ang isang tank ng zirconium oxygen ay may mapagkukunan na halos 70-130 libong kilometro.

Dahil ang pagpapatakbo ng parehong mga oxygen sensor (itaas at ibaba) ay sinusubaybayan ng OBD-II on-board diagnostic system, kung ang alinman sa mga ito ay nabigo, ang isang kaukulang error ay maitatala, at ang lampara ng tagapagpahiwatig na "Suriin ang Engine" sa panel ng instrumento magliwanag. Sa kasong ito, maaari kang mag-diagnose ng isang madepektong paggawa gamit ang isang espesyal na scanner ng diagnostic. Mula sa mga pagpipilian sa badyet, dapat kang magbayad ng pansin sa Scan Tool Pro Black Edition.

Ang scanner na gawa sa Korea na ito ay naiiba sa mga analogue sa mataas na kalidad ng pagbuo at kakayahang mag-diagnose ng lahat ng mga bahagi at pagpupulong ng isang kotse, at hindi lamang ang makina. Nagagawa din niyang subaybayan ang mga pagbabasa ng lahat ng mga sensor (kabilang ang oxygen) sa real time. Ang scanner ay katugma sa lahat ng mga tanyag na programa sa diagnostic at, alam ang pinahihintulutang mga halaga ng boltahe, maaari mong hatulan ang kalusugan ng sensor.

Kapag ang oxygen sensor ay gumagana nang maayos, ang katangian ng signal ay isang regular na sinusoid, na nagpapakita ng dalas ng paglipat ng hindi bababa sa 8 beses sa loob ng 10 segundo. Kung ang sensor ay wala sa pagkakasunud-sunod, kung gayon ang hugis ng signal ay magkakaiba mula sa isang sanggunian, o ang tugon nito sa isang pagbabago sa pinaghalong komposisyon ay mabagal na mabagal.

Ang pangunahing mga malfunction ng sensor ng oxygen:

• magsuot sa panahon ng operasyon (sensor "pag-iipon");
• bukas na circuit ng elemento ng pag-init;
• polusyon.

Ang lahat ng mga uri ng mga problema ay maaaring ma-trigger ng paggamit ng mababang kalidad na gasolina, sobrang pag-init, pagdaragdag ng iba't ibang mga additives, pagpasok ng mga langis at mga ahente ng paglilinis sa operating area ng sensor.

Mga palatandaan ng hindi gumana ng Oxygenator:

• Malakanyang nagpapahiwatig ng ilaw na indikasyon sa dashboard.
• Nawalan ng kapangyarihan.
• Hindi magandang tugon sa pedal ng gas.
• Magaspang na pag-idle ng engine.

Mga uri ng lambda probes

Bilang karagdagan sa zirconia, ginagamit din ang mga sensor ng titan at broadband oxygen.

• Titanium. Ang ganitong uri ng oxygenator ay may isang sensitibong elemento ng titanium dioxide. Ang temperatura ng operating ng naturang sensor ay nagsisimula sa 700 ° C. Ang mga titanium lambda probe ay hindi nangangailangan ng hangin sa atmospera, dahil ang kanilang prinsipyo ng pagpapatakbo ay batay sa isang pagbabago sa boltahe ng output, depende sa konsentrasyon ng oxygen sa maubos.
• Ang broadband lambda probe ay isang pinabuting modelo. Binubuo ito ng isang sensor ng bagyo at isang elemento ng pagbomba. Sinusukat ng una ang konsentrasyon ng oxygen sa maubos na gas, naitala ang boltahe na sanhi ng potensyal na pagkakaiba. Susunod, ang pagbabasa ay inihambing sa sangguniang halaga (450 mV), at, sa kaganapan ng isang paglihis, inilalapat ang isang kasalukuyang, na pumupukaw ng pag-iniksyon ng mga ion ng oxygen mula sa maubos. Nangyayari ito hanggang sa ang boltahe ay maging katumbas ng naibigay.

Ang lambda probe ay isang napaka-importanteng elemento ng engine management system, at ang pagkadepektong paggawa nito ay maaaring humantong sa mga paghihirap sa pagmamaneho at maging sanhi ng pagtaas ng pagkasira ng natitirang mga bahagi ng engine. At dahil hindi ito maaaring ayusin, dapat agad itong mapalitan ng bago.