Deguonies jutiklio įtaisas ir veikimo principas

Deguonies jutiklis - prietaisas, skirtas fiksuoti deguonies kiekį, likusį automobilio variklio išmetamosiose dujose. Jis yra išmetimo sistemoje šalia katalizatoriaus. Remiantis deguonies generatoriaus gautais duomenimis, elektroninis variklio valdymo blokas (ECU) ištaiso optimalios oro ir kuro mišinio proporcijos apskaičiavimą. Oro perteklių pagal jo sudėtį automobilių pramonėje nurodo graikų raidė lambda (λ), dėl kurio jutiklis gavo antrą pavadinimą - lambda zondą.

Perteklinis oro koeficientas λ

Prieš išardant deguonies jutiklio konstrukciją ir jo veikimo principą, būtina nustatyti tokį svarbų parametrą kaip kuro ir oro mišinio oro pertekliaus santykis: kas tai yra, ką jis veikia ir kodėl jis matuojamas jutiklis.

ICE veikimo teorijoje yra tokia sąvoka kaip stechiometrinis santykis - tai yra ideali oro ir kuro dalis, kai variklio cilindro degimo kameroje įvyksta visiškas kuro degimas. Tai labai svarbus parametras, pagal kurį apskaičiuojamas degalų tiekimas ir variklio darbo režimai. Tai lygi 14,7 kg oro ir 1 kg kuro (14,7: 1). Natūralu, kad toks oro ir kuro mišinio kiekis nepatenka į cilindrą tuo pačiu metu, tai tik dalis, kuri perskaičiuojama pagal realias sąlygas.

Perteklinis oro santykis (λ) Ar faktinio į variklį patenkančio oro kiekio ir teoriškai reikalingo (stechiometrinio) kiekio santykis visiškai deginant degalus. Paprasčiau tariant, tai „kiek daugiau (mažiau) oro pateko į cilindrą, nei turėjo būti“.

Priklausomai nuo λ vertės, yra trys oro ir kuro mišinių tipai:

• λ = 1 - stechiometrinis mišinys;
• λ <1 - „turtingas“ mišinys (išsiskyrimas - tirpus; trūkumas - oras);
• λ> 1 - „liesas“ mišinys (perteklius - oras; trūkumas - kuras).

Šiuolaikiniai varikliai gali dirbti su visomis trimis mišinių rūšimis, atsižvelgiant į dabartines užduotis (degalų ekonomija, intensyvus pagreitis, kenksmingų medžiagų koncentracijos išmetamosiose dujose sumažinimas). Optimalių variklio galios verčių požiūriu koeficientas lambda vertė turėtų būti apie 0,9 („turtingas“ mišinys), mažiausios degalų sąnaudos atitiks stechiometrinį mišinį (λ = 1). Geriausi išmetamųjų dujų valymo rezultatai taip pat bus pastebėti, kai λ = 1, nes efektyvus katalizinio konverterio veikimas vyksta esant stechiometrinei oro ir kuro mišinio sudėčiai.

Deguonies jutiklių paskirtis

Šiuolaikiniuose automobiliuose standartiškai naudojami du deguonies jutikliai (varomiems varikliams). Vienas priešais katalizatorių (viršutinis lambda zondas), o antrasis po jo (apatinis lambda zondas). Viršutinio ir apatinio jutiklių konstrukcijoje nėra skirtumų, jie gali būti vienodi, tačiau jie atlieka skirtingas funkcijas.

Viršutinis arba priekinis deguonies jutiklis nustato likusį deguonį išmetamosiose dujose. Remiantis šio jutiklio signalu, variklio valdymo blokas „supranta“, kokio tipo oro ir kuro mišiniu veikia variklis (stechiometrinis, turtingas ar liesas). Atsižvelgdamas į deguonies rodmenis ir reikiamą darbo režimą, ECU reguliuoja į cilindrus tiekiamo kuro kiekį. Paprastai degalų tiekimas reguliuojamas atsižvelgiant į stechiometrinį mišinį. Reikėtų pažymėti, kad kai variklis sušyla, jutiklio signalus variklio ECU nepaiso, kol jis pasiekia darbinę temperatūrą. Apatinis arba galinis lambda zondas naudojamas tolesniam mišinio sudėties reguliavimui ir katalizinio konverterio darbingumo stebėjimui.

Deguonies jutiklio konstrukcija ir veikimo principas

Šiuolaikiniuose automobiliuose naudojami keli „lambda“ zondų tipai. Apsvarstykime populiariausių iš jų - cirkonio dioksido (ZrO2) pagrindu pagaminto deguonies jutiklio - dizainą ir veikimo principą. Jutiklį sudaro šie pagrindiniai elementai:

• Išorinis elektrodas - kontaktuoja su išmetamosiomis dujomis.
• Vidinis elektrodas - liečiasi su atmosfera.
• Kaitinimo elementas - naudojamas deguonies jutikliui pašildyti ir greičiau (maždaug 300 ° C) jį pašildyti.
• Kietasis elektrolitas - esantis tarp dviejų elektrodų (cirkonio oksidas).
• Būstas.
• Antgalio apsauga - turi specialias angas (perforacijas) išmetamosioms dujoms patekti.

Išoriniai ir vidiniai elektrodai yra padengti platina. Tokio lambda zondo veikimo principas yra pagrįstas potencialo skirtumo atsiradimu tarp platinos sluoksnių (elektrodų), kurie yra jautrūs deguoniui. Jis atsiranda kaitinant elektrolitą, kai deguonies jonai juda per jį iš atmosferos oro ir išmetamųjų dujų. Jutiklio elektrodų įtampa priklauso nuo deguonies koncentracijos išmetamosiose dujose. Kuo jis didesnis, tuo mažesnė įtampa. Deguonies jutiklio signalo įtampos diapazonas yra nuo 100 iki 900 mV. Signalas turi sinusinę formą, kurioje išskiriami trys regionai: nuo 100 iki 450 mV - liesas mišinys, nuo 450 iki 900 mV - turtingas mišinys, 450 mV atitinka stechiometrinę oro ir kuro mišinio sudėtį.

Deguonies šaltinis ir jo veikimo sutrikimai

„Lambda“ zondas yra vienas greičiausiai susidėvėjusių jutiklių. Taip yra dėl to, kad jis nuolat liečiasi su išmetamosiomis dujomis, o jo ištekliai tiesiogiai priklauso nuo kuro kokybės ir variklio tinkamumo naudoti. Pavyzdžiui, cirkonio deguonies bako resursas yra apie 70-130 tūkstančių kilometrų.

Kadangi abiejų deguonies jutiklių (viršutinio ir apatinio) veikimą stebi OBD-II borto diagnostikos sistema, jei kuris nors iš jų sugenda, bus užregistruota atitinkama klaida ir prietaisų skydelyje esanti „Check Engine“ indikatoriaus lemputė. užsidegs. Tokiu atveju galite diagnozuoti gedimą naudodami specialų diagnostinį skaitytuvą. Iš biudžeto galimybių turėtumėte atkreipti dėmesį į „Scan Tool Pro Black Edition“.

Šis Korėjoje pagamintas skaitytuvas nuo analogų skiriasi savo aukšta konstrukcijos kokybe ir galimybe diagnozuoti visus automobilio komponentus ir sąrankas, o ne tik variklį. Jis taip pat gali realiu laiku stebėti visų jutiklių (įskaitant deguonį) rodmenis. Skaitytuvas suderinamas su visomis populiariomis diagnostikos programomis ir, žinodamas leistinas įtampos vertes, galite spręsti apie jutiklio sveikatą.

Kai deguonies jutiklis veikia tinkamai, signalo charakteristika yra įprasta sinusoidė, rodanti perjungimo dažnį bent 8 kartus per 10 sekundžių. Jei jutiklis neveikia, signalo forma skirsis nuo pamatinės, arba jo reakcija į mišinio sudėties pasikeitimą bus žymiai sulėtėjusi.

Pagrindiniai deguonies jutiklio veikimo sutrikimai:

• nusidėvėjimas veikiant (jutiklio „senėjimas“);
• atvira šildymo elemento grandinė;
• tarša.

Visų šių problemų priežastis gali būti nekokybiškų degalų naudojimas, perkaitimas, įvairių priedų pridėjimas, alyvos ir valymo priemonių patekimas į jutiklio veikimo zoną.

Oksigenatoriaus gedimo požymiai:

• Informacijos apie prietaisų skydelį gedimo įspėjimo lemputės indikacija
• Galios praradimas.
• Blogas atsakas į dujų pedalą.
• Apytiksliai variklis dirba tuščiąja eiga.

Lambda zondų tipai

Be cirkonio oksido, taip pat naudojami titano ir plačiajuosčio deguonies jutikliai.

• Titanas. Šio tipo oksigenatorius turi titano dioksidui jautrų elementą. Tokio jutiklio veikimo temperatūra prasideda nuo 700 ° C. Titano lambda zondams nereikia atmosferos oro, nes jų veikimo principas yra pagrįstas išėjimo įtampos pokyčiais, atsižvelgiant į deguonies koncentraciją išmetamosiose dujose.
• Plačiajuosčio ryšio lambda zondas yra patobulintas modelis. Jį sudaro ciklono jutiklis ir siurbimo elementas. Pirmasis matuoja deguonies koncentraciją išmetamosiose dujose, registruodamas įtampą, kurią sukelia potencialų skirtumas. Toliau rodmuo palyginamas su pamatine verte (450 mV), o nukrypimo atveju naudojama srovė, provokuojanti deguonies jonų įpurškimą iš išmetamųjų dujų. Tai vyksta tol, kol įtampa tampa lygi nurodytai.

„Lambda“ zondas yra labai svarbus variklio valdymo sistemos elementas, o dėl jo netinkamo veikimo gali kilti sunkumų vairuojant ir padidėti kitų variklio dalių susidėvėjimas. Kadangi jo negalima taisyti, jį reikia nedelsiant pakeisti nauju.