Czujnik tlenu w samochodzie.
Samochodowy czujnik tlenu jest kluczowym czujnikiem sprzężenia zwrotnego w układzie sterowania silnikiem EFI i kluczowym elementem kontrolującym emisję spalin samochodowych, zmniejszającym zanieczyszczenie środowiska przez samochody i poprawiającym jakość spalania paliwa w silniku samochodowym.
Istnieją dwa rodzaje czujników tlenu: cyrkonowe i dwutlenkowe.
Czujnik tlenu to czujnik wykorzystujący ceramiczne elementy czułe do pomiaru potencjału tlenu w różnych piecach grzewczych lub rurach wydechowych, obliczania odpowiedniego stężenia tlenu na zasadzie równowagi chemicznej, monitorowania i kontrolowania stosunku powietrza do paliwa w piecu, zapewnienia jakości produktu i norm emisji spalin elementów pomiarowych, szeroko stosowany we wszystkich rodzajach spalania węgla, oleju, gazu i innych kontrolach atmosfery pieca.
Czujnik tlenu służy do elektronicznego sterowania układem sprzężenia zwrotnego układu wtrysku paliwa w celu pomiaru stężenia tlenu w spalinach i gęstości mieszanki paliwowo-powietrznej, monitorowania teoretycznego stosunku mieszanki paliwowo-powietrznej (14,7:1) w spalaniu silnika oraz wysyłania sygnałów sprzężenia zwrotnego do komputera.
Zasada działania
Czujnik tlenu działa podobnie jak bateria, a pierwiastek cyrkonowy w czujniku działa jak elektrolit. Podstawowa zasada działania jest taka: w określonych warunkach (wysoka temperatura i kataliza platynowa) różnica stężeń tlenu między wnętrzem a zewnętrzem tlenku Hao jest wykorzystywana do generowania różnicy potencjałów, a im większa różnica stężeń, tym większa różnica potencjałów. Zawartość tlenu w atmosferze wynosi 21%, spaliny po spalaniu skoncentrowanym w rzeczywistości nie zawierają tlenu, a spaliny powstające po spaleniu rozcieńczonej mieszanki lub spaliny powstałe w wyniku braku ognia zawierają więcej tlenu, ale nadal jest go znacznie mniej niż tlenu w atmosferze.
Pod wpływem wysokiej temperatury i platyny tlen przyłączony do czujnika tlenu ulega zużyciu, co powoduje powstanie różnicy napięć. Napięcie wyjściowe mieszanki stężonej jest bliskie 1 V, a mieszanki rozcieńczonej bliskie 0 V. Zgodnie z sygnałem napięciowym czujnika tlenu, stosunek powietrza do paliwa jest regulowany w celu regulacji szerokości impulsu wtrysku paliwa, dlatego elektroniczne sterowanie czujnikiem tlenu jest kluczowym czujnikiem dozującym paliwo. Czujnik tlenu można w pełni scharakteryzować dopiero w wysokich temperaturach (powyżej 300°C) i może on generować napięcie wyjściowe. Najszybciej reaguje na zmiany w mieszance w temperaturze około 800°C.
Porady
Czujnik tlenu z dwutlenku cyrkonu odzwierciedla zmianę stężenia mieszanki paliwowej poprzez zmianę napięcia, a czujnik tlenu z dwutlenku tytanu odzwierciedla zmianę stężenia mieszanki paliwowej poprzez zmianę rezystancji. Elektroniczny układ sterowania wykorzystujący czujnik tlenu z dwutlenku cyrkonu nie jest w stanie kontrolować rzeczywistego stosunku powietrza do paliwa zbliżonego do teoretycznego, gdy warunki pracy silnika ulegają pogorszeniu. Natomiast czujnik tlenu z dwutlenku tytanu może również kontrolować rzeczywisty stosunek powietrza do paliwa zbliżony do teoretycznego, gdy warunki pracy silnika ulegają pogorszeniu.
Objętość wtrysku (szerokość impulsu wtrysku) regulowana przez jednostkę sterującą w krótkim okresie czasu na podstawie sygnału czujnika tlenu nazywana jest krótkoterminową korektą paliwa, która jest sterowana przez napięcie wyjściowe czujnika tlenu.
Długoterminowa korekta zużycia paliwa to wartość ustalona przez jednostkę sterującą poprzez modyfikację struktury danych operacyjnych jednostki sterującej na podstawie zmiany krótkoterminowego współczynnika korekcji zużycia paliwa.
Częsta usterka
W przypadku awarii czujnika tlenu komputer elektronicznego układu wtrysku paliwa nie jest w stanie uzyskać informacji o stężeniu tlenu w rurze wydechowej, co uniemożliwia sterowanie sprzężeniem zwrotnym stosunkiem powietrza do paliwa. Powoduje to wzrost zużycia paliwa i zanieczyszczenia spalin, a w konsekwencji niestabilność biegu jałowego silnika, brak zapłonu, przepięcia i inne problemy. Dlatego usterkę należy jak najszybciej usunąć lub wymienić [1].
Błąd zatrucia
Zatrucie czujnika tlenu jest częstą i trudną do uniknięcia awarią, szczególnie w samochodach z benzyną ołowiową. Nawet nowy czujnik tlenu może działać tylko przez kilka tysięcy kilometrów. Jeśli zatrucie jest niewielkie, użycie zbiornika benzyny bezołowiowej może usunąć ołów z powierzchni czujnika tlenu i przywrócić jego normalne działanie. Jednak często, z powodu wysokiej temperatury spalin, ołów wnika do jego wnętrza, utrudniając dyfuzję jonów tlenu, przez co czujnik tlenu staje się nieskuteczny i można go jedynie wymienić.
Ponadto, częstym zjawiskiem jest zatrucie czujników tlenu krzemem. Zazwyczaj krzemionka powstająca w wyniku spalania związków krzemu zawartych w benzynie i oleju smarowym oraz gaz silikonowy emitowany przez niewłaściwe stosowanie uszczelek z gumy silikonowej powodują awarię czujnika tlenu, dlatego należy stosować paliwo i olej smarowy dobrej jakości.
Podczas naprawy należy prawidłowo dobrać i zamontować uszczelki gumowe. Nie należy stosować rozpuszczalników ani środków antyadhezyjnych innych niż zalecane przez producenta czujnika itp. Z powodu słabego spalania w silniku, na powierzchni czujnika tlenu tworzą się osady węglowe, a do wnętrza czujnika przedostają się olej, kurz i inne osady, które utrudniają lub blokują dopływ powietrza z zewnątrz do wnętrza czujnika, powodując rozbieżność sygnału wyjściowego czujnika. Sterownik silnika (ECU) nie jest w stanie na czas skorygować stosunku powietrza do paliwa. Tworzenie się osadów węglowych objawia się głównie wzrostem zużycia paliwa i znacznym wzrostem stężenia spalin. W tym czasie, po usunięciu osadu, czujnik powróci do normalnej pracy.
Pękanie ceramiki
Ceramika czujnika tlenu jest twarda i krucha, a uderzanie twardymi przedmiotami lub dmuchanie silnym strumieniem powietrza może spowodować jej kruszenie i uszkodzenie. Dlatego należy zachować szczególną ostrożność w przypadku awarii i wymienić czujnik na czas.
Przewód blokowy jest spalony
Przewód oporowy grzałki jest przepalony. W przypadku podgrzewanego czujnika tlenu, jeśli przewód oporowy grzałki jest przepalony, trudno jest osiągnąć normalną temperaturę roboczą czujnika i utracić jego funkcję.
Odłączenie linii
Wewnętrzny obwód czujnika tlenu jest odłączony.
Metoda inspekcji
Sprawdzenie rezystancji grzałki
Odłącz wtyczkę wiązki czujnika tlenu i za pomocą multimetru zmierz rezystancję między biegunem grzałki a biegunem żelaznym w zacisku czujnika tlenu. Wartość rezystancji wynosi 4-40 Ω (patrz instrukcja obsługi konkretnego modelu). Jeśli rezystancja nie spełnia normy, wymień czujnik tlenu.
Pomiar napięcia sprzężenia zwrotnego
Podczas pomiaru napięcia sprzężenia zwrotnego sondy lambda, należy odłączyć wtyczkę wiązki przewodów sondy lambda i poprowadzić cienki przewód od zacisku wyjściowego napięcia sprzężenia zwrotnego sondy lambda zgodnie ze schematem obwodu modelu, a następnie podłączyć go do wtyczki wiązki przewodów. Napięcie sprzężenia zwrotnego można mierzyć z przewodu zasilającego podczas pracy silnika (niektóre modele umożliwiają również pomiar napięcia sprzężenia zwrotnego sondy lambda z gniazda diagnostycznego). Na przykład, seria samochodów produkowanych przez Toyota Motor Company umożliwia pomiar napięcia sprzężenia zwrotnego sondy lambda bezpośrednio z zacisków OX1 lub OX2 w gnieździe diagnostycznym.
Do pomiaru napięcia sprzężenia zwrotnego czujnika tlenu najlepiej użyć multimetru wskazówkowego o niskim zakresie (zwykle 2 V) i wysokiej impedancji (rezystancja wewnętrzna powyżej 10 MΩ). Konkretne metody detekcji są następujące:
1. Rozgrzej silnik do normalnej temperatury roboczej (lub po uruchomieniu pozwól mu pracować przez 2 minuty z prędkością 2500 obr./min);
2. Podłącz ujemny biegun miernika napięcia do E1 lub ujemnej elektrody akumulatora w gnieździe wykrywania usterek, a dodatni biegun do gniazda OX1 lub OX2 w gnieździe wykrywania usterek lub do numeru | na wtyczce wiązki przewodów czujnika tlenu.
3. Pozostaw silnik pracujący z prędkością około 2500 obr./min i sprawdź, czy wskazówka woltomierza może się wahać w zakresie 0–1 V. Zanotuj liczbę wahań wskazówki woltomierza w ciągu 10 sekund. W normalnych warunkach, wraz z postępem sterowania sprzężeniem zwrotnym, napięcie sprzężenia zwrotnego czujnika tlenu będzie stale zmieniać się powyżej i poniżej 0,45 V, a jego wartość powinna się zmieniać nie mniej niż 8 razy w ciągu 10 sekund.
Jeśli wartość jest mniejsza niż 8, oznacza to, że czujnik tlenu lub układ sterowania sprzężeniem zwrotnym nie działają prawidłowo. Przyczyną może być nagromadzenie się węgla na powierzchni czujnika tlenu, co prowadzi do zmniejszenia czułości. W tym celu należy uruchomić silnik z prędkością 2500 obr./min przez około 2 minuty, aby usunąć osady węgla z powierzchni czujnika tlenu, a następnie sprawdzić napięcie sprzężenia zwrotnego. Jeśli wskazówka woltomierza nadal zmienia się powoli po usunięciu węgla, oznacza to uszkodzenie czujnika tlenu lub wadliwy obwód sterowania sprzężeniem zwrotnym komputera.
4. Kontrola koloru czujnika tlenu
Wyjmij sondę lambda z rury wydechowej i sprawdź, czy otwór odpowietrzający w obudowie czujnika jest zablokowany, a rdzeń ceramiczny uszkodzony. W razie uszkodzenia wymień sondę lambda.
Usterki można również wykryć, obserwując kolor górnej części czujnika tlenu:
1. Jasnoszary kolor na górze: to normalny kolor czujnika tlenu;
2. biały wierzchołek: spowodowany zanieczyszczeniem krzemem, w tym momencie należy wymienić czujnik tlenu;
3, brązowy wierzchołek (jak pokazano na rysunku 1): spowodowany zanieczyszczeniem ołowiem, jeśli poważny, należy również wymienić czujnik tlenu;
(4) Czarny top: powstaje w wyniku osadzania się węgla. Po wyeliminowaniu usterki powodującej osadzanie się węgla w silniku, osad na czujniku tlenu można zazwyczaj usunąć automatycznie.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, czytaj dalej inne artykuły na tej stronie!
Jeśli potrzebujesz takich produktów, skontaktuj się z nami.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd.jest zaangażowany w sprzedaż części samochodowych MG&MAUXS witamykupić.
