Уредот и принципот на работа на сензорот за кислород

Сензор за кислород - уред дизајниран за снимање на количината на кислород што останува во издувните гасови на моторот на автомобилот. Се наоѓа во системот за издувни гасови во близина на катализаторот. Врз основа на добиените податоци од генераторот на кислород, електронската единица за контрола на моторот (ECU) ја коригира пресметката на оптималниот дел од смесата воздух-гориво. Вишокот на сооднос на воздухот во неговиот состав е означен во автомобилската индустрија со грчко писмо ламбда (λ), поради што сензорот доби второ име - ламбда сонда.

Вишок на фактор на воздухот λ

Пред да го расклопите дизајнот на сензорот за кислород и принципот на неговото работење, потребно е да се одреди важен важен параметар како односот на вишок воздух на мешавината на гориво-воздух: што е тоа, на што влијае и зошто се мери со сензор

Во теоријата за работа на ICE, постои таков концепт како стехиометриски однос - ова е идеална пропорција на воздух и гориво, при што се случува целосно согорување на горивото во комората за согорување на цилиндерот на моторот. Ова е многу важен параметар, врз основа на кој се пресметуваат режимите на испорака на гориво и работа на моторот. Тоа е еднакво на 14,7 кг воздух на 1 кг гориво (14,7: 1). Нормално, таквата количина смеса од воздух и гориво не влегува во цилиндерот истовремено, тоа е само пропорција што се пресметува за реални услови.

Однос на вишок воздух (λ) Дали е односот на реалната количина на воздух што влегува во моторот со теоретски потребната (стехиометриска) количина за целосно согорување на горивото. Во едноставни термини, тоа е „колку повеќе (помалку) воздух влезе во цилиндерот отколку што требаше да има“.

Во зависност од вредноста на λ, постојат три вида мешавина од воздух и гориво:

• λ = 1 - стехиометриска мешавина;
• λ <1 - „богата“ мешавина (екскреција - растворлива; недостаток - воздух);
• λ> 1 - мешавина од „посно“ (вишок - воздух; недостаток - гориво).

Современите мотори можат да работат на сите три вида мешавина, во зависност од тековните задачи (економичност на гориво, интензивно забрзување, намалување на концентрацијата на штетни материи во издувните гасови). Од гледна точка на оптималните вредности на моќноста на моторот, коефициентот ламбда треба да има вредност од околу 0,9 („богата“ смеса), минималната потрошувачка на гориво ќе одговара на стехиометриската смеса (λ = 1). Најдобрите резултати за чистење на издувните гасови, исто така, ќе бидат забележани на λ = 1, бидејќи ефикасното работење на катализаторот се случува со стоиометриски состав на мешавината на воздухот и горивото.

Цел на сензорите за кислород

Два сензори за кислород се користат стандардно во модерните автомобили (за мотор во линија). Едниот пред катализаторот (горната сонда за ламбда), а вториот после него (долната сонда за ламбда). Нема разлики во дизајнот на горните и долните сензори, тие можат да бидат исти, но тие извршуваат различни функции.

Горниот или предниот сензор за кислород го детектира преостанатиот кислород во издувниот гас. Врз основа на сигнал од овој сензор, контролната единица на моторот „разбира“ на каков вид мешавина од воздух и гориво работи моторот (стехиометриски, богат или слаб). Во зависност од отчитувањата на оксигенаторот и потребниот режим на работа, ECU ја прилагодува количината на гориво што се доставува до цилиндрите. Типично, испораката на гориво е прилагодена кон стехиометриската мешавина. Треба да се напомене дека кога моторот се загрева, сигналите од сензорот се игнорираат од ECU моторот додека не ја достигне работната температура. Долната или задната сонда за ламбда се користи за понатамошно прилагодување на составот на смесата и следење на употребливоста на катализаторот.

Дизајн и принцип на работа на сензорот за кислород

Постојат неколку видови ламбда сонди што се користат во современите автомобили. Да го разгледаме дизајнот и принципот на работа на најпопуларните од нив - сензор за кислород базиран на циркониум диоксид (ZrO2). Сензорот се состои од следниве главни елементи:

• Надворешна електрода - контактира со издувните гасови.
• Внатрешна електрода - во контакт со атмосферата.
• Елемент за греење - се користи за загревање на сензорот за кислород и побрзо негово доведување до работна температура (околу 300 ° C).
• Цврст електролит - лоциран помеѓу две електроди (цирконија).
• Домување.
• Заштитник на врвовите - има посебни дупки (перфорации) за влегување на издувните гасови.

Надворешните и внатрешните електроди се обложени со платина. Принципот на работа на таквата ламбда сонда се заснова на појава на потенцијална разлика помеѓу платинските слоеви (електроди), кои се чувствителни на кислород. Тоа се случува кога електролитот се загрева, кога јони на кислород се движат низ него од атмосферскиот воздух и издувните гасови. Напонот на електродите на сензорот зависи од концентрацијата на кислород во издувните гасови. Колку е повисок, толку е помал напонот. Опсегот на напон на сигналот на сензорот за кислород е од 100 до 900 mV. Сигналот има синусоидна форма, во која се разликуваат три региони: од 100 до 450 mV - чиста мешавина, од 450 до 900 mV - богата мешавина, 450 mV одговара на стехиометрискиот состав на мешавината на воздухот и горивото.

Ресурс на оксигенатор и неговите дефекти

Сондата ламбда е еден од најбрзо истрошените сензори. Ова се должи на фактот дека тој постојано е во контакт со издувните гасови и неговиот ресурс директно зависи од квалитетот на горивото и од употребливоста на моторот. На пример, резервоарот за кислород од циркониум има ресурс од околу 70-130 илјади километри.

Бидејќи работата на двата сензора за кислород (горна и долна) се следи од системот за дијагностика на бродот OBD-II, доколку некој од нив не успее, ќе се забележи соодветна грешка и индикаторската сијаличка „Провери мотор“ на таблата со инструменти ќе светне. Во овој случај, можете да дијагностицирате дефект со користење на специјален дијагностички скенер. Од опциите за буџет, треба да обрнете внимание на Scan Tool Pro Black Edition.

Овој скенер произведен во Кореја се разликува од аналозите по својот висок квалитет на градење и можноста за дијагностицирање на сите компоненти и склопови на автомобил, а не само на моторот. Тој е исто така способен да ги следи отчитувањата на сите сензори (вклучително и кислород) во реално време. Скенерот е компатибилен со сите популарни дијагностички програми и, знаејќи ги дозволените вредности на напон, можете да процените за здравјето на сензорот.

Кога сензорот за кислород работи правилно, карактеристиката на сигналот е редовен синусоид, покажува фреквенција на прекинување од најмалку 8 пати во рок од 10 секунди. Ако сензорот не работи, тогаш обликот на сигналот ќе се разликува од референтниот, или неговиот одговор на промена на составот на смесата значително ќе се забави.

Главните дефекти на сензорот за кислород:

• абење за време на работата („стареење“ на сензорот);
• отворено коло на грејниот елемент;
• загадување.

Сите овие типови на проблеми може да се активираат со употреба на неквалитетно гориво, прегревање, додавање на разни адитиви, навлегување на масла и средства за чистење во областа на работа на сензорот.

Знаци на дефект на оксигенаторот:

• Индикација за светло за предупредување за дефект на контролната табла.
• Губење на моќта.
• Лош одговор на педалот за гас.
• Груб мотор во мирување.

Видови ламбда сонди

Покрај цирконија, се користат и сензори за титаниум и широкопојасен кислород.

• Титаниум. Овој вид оксигенатор има чувствителен елемент на титаниум диоксид. Работната температура на таков сензор започнува од 700 ° С. Сондите за титаниумска ламбда не бараат атмосферски воздух, бидејќи нивниот принцип на работа се базира на промена на излезниот напон, во зависност од концентрацијата на кислород во издувните гасови.
• Широкопојасната сонда за ламбда е подобрен модел. Се состои од циклонски сензор и елемент за пумпање. Првиот ја мери концентрацијата на кислород во издувниот гас, бележејќи го напонот предизвикан од потенцијалната разлика. Следно, отчитувањето се споредува со референтната вредност (450 mV) и, во случај на отстапување, се применува струја, предизвикувајќи вбризгување на јони на кислород од издувните гасови. Ова се случува сè додека напонот не стане еднаков на дадениот.

Сондата ламбда е многу важен елемент на системот за управување со моторот, а неговата дефект може да доведе до потешкотии при возењето и да предизвика зголемено абење на другите делови на моторот. И бидејќи не може да се поправи, мора веднаш да се замени со нов.