Die toestel en werking van die suurstofsensor

Suurstofsensor - 'n toestel wat ontwerp is om die hoeveelheid suurstof wat in die uitlaatgasse van 'n motorenjin oorbly, op te teken. Dit is in die uitlaatstelsel naby die katalisator geleë. Op grond van die data wat deur die suurstofopwekker ontvang word, korrigeer die elektroniese enjinbeheereenheid (ECU) die berekening van die optimale verhouding van die lugbrandstofmengsel. Die oormatige lugverhouding in die samestelling daarvan word deur die Griekse letter in die motorbedryf aangedui lambda (λ), waardeur die sensor 'n tweede naam ontvang het - lambda-sonde.

Oormaat lugkoëffisiënt λ

Voordat u die ontwerp van die suurstofsensor en die werking daarvan demonteer, is dit nodig om so 'n belangrike parameter te bepaal as die oortollige lugverhouding van die brandstof-lugmengsel: wat dit is, wat dit beïnvloed en waarom dit gemeet word aan die sensor.

In die teorie van ICE-werking is daar 'n konsep soos: stoïgiometriese verhouding - dit is die ideale verhouding lug en brandstof, waarby volledige verbranding van brandstof in die verbrandingskamer van die enjinsilinder plaasvind. Dit is 'n baie belangrike parameter, op grond waarvan brandstofaflewering en enjinbedrywighede bereken word. Dit is gelyk aan 14,7 kg lug tot 1 kg brandstof (14,7: 1). Uiteraard kom so 'n hoeveelheid lug-brandstofmengsel nie op 'n tydstip in die silinder nie, dit is net 'n verhouding wat vir ware toestande herbereken word.

Oormatige lugverhouding (λ) Is die verhouding tussen die werklike hoeveelheid lug wat die enjin binnedring en die teoreties benodigde (stoïgiometriese) hoeveelheid vir volledige verbranding van die brandstof. In eenvoudige terme is dit “hoeveel meer (minder) lug die silinder binnegekom het as wat dit moes wees”.

Afhangend van die waarde van λ, is daar drie soorte lugbrandstofmengsel:

• λ = 1 - stoïgiometriese mengsel;
• λ <1 - 'ryk' mengsel (uitskeiding - oplosbaar; tekort aan lug);
• λ> 1 - "maer" mengsel (oormaat lug; gebrek aan brandstof).

Moderne enjins kan op al drie soorte mengsels werk, afhangend van die huidige take (brandstofverbruik, intensiewe versnelling, vermindering van die konsentrasie skadelike stowwe in die uitlaatgasse). Vanuit die oogpunt van optimale waardes van enjinkrag, die koëffisiënt lambda 'n waarde van ongeveer 0,9 ('ryk' mengsel) moet hê, sal die minimum brandstofverbruik ooreenstem met die stoïgiometriese mengsel (λ = 1). Die beste resultate vir die skoonmaak van uitlaatgasse word ook waargeneem by λ = 1, aangesien die doeltreffende werking van die katalisator met 'n stoïgiometriese samestelling van die lugbrandstofmengsel plaasvind.

Doel van suurstofsensors

Twee suurstofsensors word standaard gebruik in moderne motors (vir 'n inlyn-enjin). Een voor die katalisator (boonste lambda-sonde), en die tweede daarna (onderste lambda-sonde). Daar is geen verskille in die ontwerp van die boonste en onderste sensor nie, dit kan dieselfde wees, maar hulle voer verskillende funksies uit.

Die boonste of voorste suurstofsensor ontdek die oorblywende suurstof in die uitlaatgas. Op grond van die sein van hierdie sensor, "verstaan" die enjinbeheereenheid op watter tipe lugbrandstofmengsel die enjin werk (stoïgiometries, ryk of maer). Afhangend van die suurstofstoflesings en die vereiste werkmodus, pas die ECU die hoeveelheid brandstof wat aan die silinders voorsien word, aan. Die brandstofaflewering word gewoonlik aangepas vir die stoïgiometriese mengsel. Daar moet op gelet word dat wanneer die enjin opwarm, die seine van die sensor deur die enjin-ECU geïgnoreer word totdat dit werkstemperatuur bereik. Die onderste of agterste lambda-sonde word gebruik om die samestelling van die mengsel verder aan te pas en die bruikbaarheid van die katalisator te monitor.

Suurstofsensor-ontwerp en werkbeginsel

Daar is verskillende soorte lambdasondes wat in moderne motors gebruik word. Kom ons kyk na die ontwerp en die werking van die gewildste daarvan - die suurstofsensor gebaseer op sirkoondioksied (ZrO2). Die sensor bestaan ​​uit die volgende hoofelemente:

• Buitenste elektrode - maak kontak met uitlaatgasse.
• Interne elektrode - in kontak met die atmosfeer.
• Verwarmingselement - word gebruik om die suurstofsensor te verhit en vinniger (ongeveer 300 ° C) op die werkstemperatuur te bring.
• Vaste elektroliet - geleë tussen twee elektrodes (sirkoniumdioksied).
• Liggaam.
• Tipbeschermer - het spesiale gate (gate in) vir uitlaatgasse om in te kom.

Die buitenste en binneste elektrode is platina-bedek. Die werking van so 'n lambda-sonde is gebaseer op die voorkoms van 'n potensiële verskil tussen platinumlae (elektrodes) wat sensitief is vir suurstof. Dit kom voor wanneer die elektroliet verhit word, wanneer suurstofione daardeur vanaf atmosferiese lug en uitlaatgasse beweeg. Die spanning by die sensorelektrode hang af van die suurstofkonsentrasie in die uitlaatgasse. Hoe hoër dit is, hoe laer is die spanning. Die seinspanningsbereik van die suurstofsensor is 100 tot 900 mV. Die sein het 'n sinusvormige vorm waarin drie streke onderskei word: van 100 tot 450 mV - maer mengsel, van 450 tot 900 mV - ryk mengsel, 450 mV stem ooreen met die stoïgiometriese samestelling van die lugbrandstofmengsel.

Oxygenator hulpbron en die funksies daarvan

Die lambda-sonde is een van die vinnigste verslete sensors. Dit is te wyte aan die feit dat dit voortdurend in kontak is met uitlaatgasse en dat die hulpbron daarvan direk afhang van die kwaliteit van die brandstof en die diensbaarheid van die enjin. 'N Sirkoon-suurstoftenk het byvoorbeeld 'n bron van ongeveer 70-130 duisend kilometer.

Aangesien die werking van beide suurstofsensors (boonste en onderste) deur die OBD-II-boorddiagnostiekstelsel gemonitor word, sal 'n ooreenstemmende fout aangeteken word as een van hulle misluk, en die "Check Engine" -indikatorlamp op die instrumentpaneel sal aansteek. In hierdie geval kan u 'n fout funksioneer met behulp van 'n spesiale diagnostiese skandeerder. Let op die Scan Tool Pro Black Edition uit die begrotingsopsies.

Hierdie Koreaanse vervaardiger skandeerder verskil van analoë in sy hoë boukwaliteit en die vermoë om alle komponente en samestellings van 'n motor te diagnoseer, en nie net die enjin nie. Hy is ook in staat om die lesings van alle sensors (insluitend suurstof) in regte tyd op te spoor. Die skandeerder is verenigbaar met alle gewilde diagnoseprogramme, en as u weet wat die toelaatbare spanningswaardes is, kan u die gesondheid van die sensor beoordeel.

As die suurstofsensor behoorlik werk, is die sein-eienskap 'n reëlmatige sinusvormige, wat binne tien sekondes 'n skakelfrekwensie van minstens 8 keer toon. As die sensor buite werking is, sal die seinvorm verskil van die verwysing, of sal die reaksie op 'n verandering in die mengselsamestelling aansienlik vertraag word.

Die belangrikste funksies van die suurstofsensor:

• slytasie tydens werking (sensor "veroudering");
• oop stroombaan van die verwarmingselement;
• besoedeling.

Al hierdie tipe probleme kan veroorsaak word deur die gebruik van brandstof van lae gehalte, oorverhitting, die toevoeging van verskillende bymiddels, die binnedring van olies en skoonmaakmiddels in die bedieningsarea van die sensor.

Oxygenator-foutiewe tekens:

• Storingswaarskuwingslig aanwysing op die paneelbord.
• Verlies van krag.
• Swak reaksie op die petrolpedaal.
• Ru enjin luier.

Tipes lambda-sondes

Behalwe vir sirkoon, word ook titanium- en breëband-suurstofsensors gebruik.

• Titaan. Hierdie tipe suurstofkamer het 'n titaandioksied-sensitiewe element. Die werkingstemperatuur van so 'n sensor begin vanaf 700 ° C. Lambda-sondes van titanium benodig geen atmosferiese lug nie, aangesien hul werkbeginsel gebaseer is op 'n verandering in die uitsetspanning, afhangende van die suurstofkonsentrasie in die uitlaat.
• Die breëband lambda sonde is 'n verbeterde model. Dit bestaan ​​uit 'n sikloonsensor en 'n pompelement. Die eerste meet die konsentrasie suurstof in die uitlaatgas, en teken die spanning aan wat veroorsaak word deur die potensiaalverskil. Vervolgens word die lesing met die verwysingswaarde (450 mV) vergelyk, en in die geval van 'n afwyking word 'n stroom toegepas, wat die inspuiting van suurstofione uit die uitlaat veroorsaak. Dit gebeur totdat die spanning gelyk is aan die gegewe.

Die lambda-sonde is 'n baie belangrike onderdeel van die enjinbestuurstelsel, en die onklaarraking daarvan kan lei tot probleme met die bestuur en verhoogde slytasie van ander enjinonderdele. En aangesien dit nie herstel kan word nie, moet dit onmiddellik met 'n nuwe vervang word.