Оттегі сенсорының құрылғысы және жұмыс принципі

Оттегі сенсоры - автомобиль қозғалтқышының пайдаланылған газдарында қалған оттегінің мөлшерін есепке алуға арналған құрылғы. Ол катализаторға жақын орналасқан сорғыш жүйесінде орналасқан. Электрондық қозғалтқышты басқару блогы (ECU) оттегі генераторы алған мәліметтер негізінде ауа-отын қоспасының оңтайлы үлесін есептеуді түзетеді. Артық ауа қатынасы оның құрамындағы автомобиль өнеркәсібінде грек әрпімен көрсетілген ламбда (λ), соның арқасында сенсор екінші атау алды - лямбда зонд.

Артық ауа факторы

Оттегі датчигінің дизайны мен оның жұмыс істеу принципін бөлшектемей тұрып, отын-ауа қоспасының артық ауа қатынасы сияқты маңызды параметрді анықтау керек: ол не, ол не әсер етеді және неге ол өлшенеді сенсор.

ICE жұмысының теориясында сияқты ұғым бар стехиометриялық қатынас - бұл қозғалтқыш цилиндрінің жану камерасында отынның толық жануы жүретін ауа мен отынның тамаша үлесі. Бұл өте маңызды параметр, оның негізінде отын беру және қозғалтқыштың жұмыс режимі есептеледі. Ол 14,7 кг ауаға 1 кг жанармайға тең (14,7: 1). Әрине, ауа-отын қоспасының мұндай мөлшері цилиндрге бір уақытта енбейді, бұл тек нақты жағдайлар үшін қайта есептелген пропорция.

Артық ауа қатынасы (λ) Қозғалтқышқа түсетін ауаның нақты мөлшерінің отынның толық жануы үшін теориялық тұрғыдан қажетті (стехиометриялық) мөлшеріне қатынасы ма. Қарапайым тілмен айтқанда, бұл «ауа цилиндрге енгеннен қанша көп (аз)» болды.

Λ мәніне байланысты ауа-отын қоспасының үш түрі бар:

• λ = 1 - стехиометриялық қоспасы;
• λ <1 - «бай» қоспасы (шығарылуы - ериді; жетіспеушілігі - ауа);
• λ> 1 - «майсыз» қоспасы (артық - ауа; жетіспеушілік - отын).

Қазіргі қозғалтқыштар қазіргі кездегі міндеттерге байланысты (жанармай үнемдеу, қарқынды үдеу, пайдаланылған газдардағы зиянды заттар концентрациясының төмендеуі) қоспаның барлық үш түрімен жұмыс істей алады. Қозғалтқыш қуатының оңтайлы мәні тұрғысынан, коэффициент ламбда 0,9 шамасында болуы керек («бай» қоспасы), отынның минималды шығыны стехиометриялық қоспаға сәйкес келеді (λ = 1). Шығарылған газдарды тазартудың жақсы нәтижелері λ = 1 кезінде де байқалады, өйткені каталитикалық түрлендіргіштің тиімді жұмысы ауа-отын қоспасының стехиометриялық құрамымен жүреді.

Оттегі датчиктерінің мақсаты

Екі оттегі датчигі заманауи автомобильдерде стандартты түрде қолданылады (желілік қозғалтқыш үшін). Біреуі катализатордың алдында (жоғарғы лямбда зонды), ал одан кейінгісі (төменгі лямбда зонды). Жоғарғы және төменгі датчиктердің дизайнында айырмашылықтар жоқ, олар бірдей болуы мүмкін, бірақ олар әртүрлі функцияларды орындайды.

Жоғарғы немесе алдыңғы оттегі сенсоры пайдаланылған газдағы қалған оттегін анықтайды. Осы сенсордың сигналына сүйене отырып, қозғалтқышты басқару блогы қозғалтқыш ауада жанармай қоспасының қандай түрімен жұмыс істейтінін «түсінеді» (стехиометриялық, бай немесе арық). Оксигенатордың көрсеткіштеріне және қажетті жұмыс режиміне байланысты ECU цилиндрлерге берілетін отын мөлшерін реттейді. Әдетте отын беру стехиометриялық қоспаға қарай реттеледі. Қозғалтқыш жылынған кезде сенсордан шыққан сигналдарды ECU қозғалтқышы жұмыс температурасына жеткенше ескермейді. Төменгі немесе артқы лямбда зонд қоспаның құрамын әрі қарай реттеу және каталитикалық түрлендіргіштің жұмысқа жарамдылығын бақылау үшін қолданылады.

Оттегі датчигінің құрылымы мен жұмыс принципі

Қазіргі заманғы автомобильдерде қолданылатын лямбда зондтарының бірнеше түрі бар. Олардың ішіндегі ең танымал - цирконий диоксиді (ZrO2) негізіндегі оттегі сенсорының дизайны мен жұмыс принципін қарастырайық. Датчик келесі негізгі элементтерден тұрады:

• Сыртқы электрод - пайдаланылған газдармен байланыс орнатады.
• Ішкі электрод - атмосферамен байланыста.
• Жылыту элементі - оттегі датчигін жылыту және оны жұмыс температурасына тезірек жеткізу үшін қолданылады (шамамен 300 ° C).
• Қатты электролит - екі электрод арасында орналасқан (циркония).
• Тұрғын үй.
• Сақтандырғыш - пайдаланылған газдардың кіруіне арналған арнайы тесіктері (тесіктері) бар.

Сыртқы және ішкі электродтар платинамен қапталған. Мұндай лямбда зондының жұмыс істеу принципі оттекке сезімтал платина қабаттары (электродтар) арасындағы потенциалдар айырымының пайда болуына негізделген. Ол электролитті қыздырғанда, оттегі иондары атмосфералық ауадан және пайдаланылған газдардан қозғалғанда пайда болады. Сенсор электродтарындағы кернеу пайдаланылған газдардағы оттегінің концентрациясына байланысты. Ол неғұрлым жоғары болса, кернеу соғұрлым аз болады. Оттегі сенсорының сигнал кернеуінің ауқымы 100-ден 900 мВ-ға дейін. Сигнал синусоидалы пішінге ие, онда үш аймақ бөлінеді: 100-ден 450 мВ-қа дейін - арық қоспасы, 450-ден 900 мВ-ға дейін - бай қоспасы, 450 мВ ауа-отын қоспасының стехиометриялық құрамына сәйкес келеді.

Оксигенатор ресурсы және оның ақаулары

Лямбда зонды - тез тозатын датчиктердің бірі. Бұл оның пайдаланылған газдармен үнемі байланыста болуына байланысты және оның ресурсы жанармай сапасына және қозғалтқыштың жарамдылығына тікелей байланысты. Мысалы, цирконий оттегі багының ресурсы шамамен 70-130 мың шақырымды құрайды.

Екі оттегі сенсорларының да жұмысы (жоғарғы және төменгі) OBD-II борттық диагностика жүйесімен бақыланатындықтан, егер олардың біреуі істен шыққан болса, тиісті қате жазылады және аспап панеліндегі «Check Engine» индикатор шамы жанады Бұл жағдайда ақаулықты арнайы диагностикалық сканердің көмегімен анықтауға болады. Бюджеттік нұсқалардың ішінен сіз Scan Tool Pro Black Edition нұсқасына назар аударуыңыз керек.

Кореяда жасалған бұл сканердің аналогтардан айырмашылығы оның құрастырудың жоғары сапасымен және қозғалтқышты ғана емес, автомобильдің барлық бөлшектері мен тораптарын диагностикалау мүмкіндігімен ерекшеленеді. Ол сонымен қатар барлық датчиктердің көрсеткіштерін (оттегін қоса) нақты уақыт режимінде бақылай алады. Сканер барлық танымал диагностикалық бағдарламалармен үйлесімді және кернеудің рұқсат етілген мәндерін біле отырып, сенсордың денсаулығын бағалауға болады.

Оттегі сенсоры дұрыс жұмыс істеген кезде, сигнал сипаттамасы тұрақты синусоид болып табылады, 8 секунд ішінде кемінде 10 рет ауысу жиілігін көрсетеді. Егер сенсор істен шыққан болса, онда сигнал формасы сілтеме түрінен өзгеше болады немесе оның қоспаның құрамының өзгеруіне реакциясы айтарлықтай баяулайды.

Оттегі сенсорының негізгі ақаулары:

• жұмыс кезінде тозу (сенсордың «қартаюы»);
• қыздыру элементінің ашық тізбегі;
• ластану.

Барлық осы типтегі проблемалар сапасыз отынды қолдану, қызып кету, әртүрлі қоспалар қосу, сенсордың жұмыс аймағына майлар мен тазартқыш заттардың түсуі арқылы туындауы мүмкін.

Оксигенатор жұмысының бұзылу белгілері:

• Бақылау тақтасындағы ақаулық туралы ескерту индикаторы.
• Биліктің жоғалуы.
• Газ педальына нашар жауап беру.
• Двигательдің бос жүрісі.

Лямбда зондтарының түрлері

Циркониядан басқа титан және кең жолақты оттегі датчиктері де қолданылады.

• Титан. Оксигенатордың бұл түрі титан диоксидіне сезімтал элементке ие. Мұндай сенсордың жұмыс температурасы 700 ° C-тан басталады. Титан лямбда зондтары атмосфералық ауаны қажет етпейді, өйткені олардың жұмыс принципі пайдаланылған газдағы оттегінің концентрациясына байланысты шығыс кернеуінің өзгеруіне негізделген.
• Кең жолақты лямбда зонд - жетілдірілген модель. Ол циклон сенсорынан және сорғы элементінен тұрады. Біріншісі пайдаланылған газдағы оттегінің концентрациясын өлшейді, потенциалдар айырымынан туындаған кернеуді тіркейді. Әрі қарай, көрсеткіш анықтамалық мәнмен (450 мВ) салыстырылады, ал ауытқу кезінде пайдаланылған газдан оттегі иондарының шығуын қоздыратын ток қолданылады. Бұл кернеу берілгенге тең болғанға дейін болады.

Лямбда зонды қозғалтқышты басқару жүйесінің өте маңызды элементі болып табылады және оның дұрыс жұмыс істемеуі қозғалыс кезінде қиындықтарға әкелуі мүмкін және қозғалтқыштың қалған бөліктерінің тозуын арттырады. Жөндеуге болмайтындықтан, оны тез арада жаңасына ауыстыру керек.