Jaką rolę odgrywa element ogrzewania czujnika tlenu w silniku samochodowym?

.Element ogrzewania czujnika tlenu, niezbędny komponent w silniku samochodowym, staje się coraz ważniejszy w przypadku coraz bardziej rygorystycznych przepisów środowiskowych i powszechnego stosowania elektronicznych silników wtrysku paliwa. Ma to nie tylko bezpośredni wpływ na wydajność i emisję silnika samochodowego, ale jest również jedynym „inteligentnym” czujnikiem w elektronicznym systemie wtrysku paliwa.

Podczas jazdy czasami okazuje się, że ikona nagle zapala się na desce rozdzielczej silnika samochodu, która wygląda jak silnik z wykrzyknikiem. Przyjaciele, którzy są zaznajomieni z samochodami, wiedzą, że jest to światło usterkowe silnika. Po uruchomieniu samochodu, jeśli to światło usterkowe nadal się rozświetla, prawdopodobne jest, że część silnika ma problem.

Światło uskoków silnika jest często związane z silnikiemElement ogrzewania czujnika tlenu. W przypadku pojazdów używanych od dłuższego czasu ciągłe oświetlenie tego światła uskokowego jest często związane z problemami z czujnikiem tlenu silnika. Następnie przyjrzymy się bliżej tego czujnika tlenu, który jest ściśle podłączony do silnika samochodowego.

Wykrywając stężenie tlenu w gazie spalin i wysyłając sygnały sprzężenia zwrotnego do ECU, element ogrzewania czujnika tlenu pomaga ECU określić stosunek paliwa powietrznego, tym samym dokładnie kontrolując czas wstrzyknięcia. Jednocześnie może również zrekompensować błąd stosunku paliwa powietrznego spowodowanego zużyciem mechanicznym i zapewnić, że wydajność spalania i emisja spalin spełniają standardy.

Zasada pracyElement ogrzewania czujnika tlenu, kluczowy element silnika samochodowego, opiera się na zasadzie Nernst. Jego podstawową częścią jest porowata ceramiczna rurka ZRO2, która służy jako stały elektrolit i ma elektrody porowate (PT) spiekane po obu stronach. W pewnych warunkach temperatury, ze względu na różnicę w stężeniu tlenu po obu stronach, cząsteczki tlenu po stronie o wysokim stężeniu będą połączyć się z elektronami na elektrodzie platynowej w celu utworzenia jonów tlenu O2-, co spowoduje dodatkowym naładowanym elektrodą. Te jony O2 migrują następnie na stronę stężenia o niskim tlenie, to znaczy strona spalin, przez wolne miejsca pracy jonów tlenu w elektrolicie, powodując, że elektroda ujemnie naładowana, generując w ten sposób różnicę potencjałową. Ponadto, im większa różnica stężenia, tym większa różnica potencjału.

W rzeczywistych zastosowaniach zawartość tlenu w atmosferze wynosi około 21%. Gaz spalin wytwarzany przez spalanie bogatej mieszaniny zawiera prawie brak tlenu, podczas gdy gaz spalin wytwarzany przez spalanie szczupłej mieszaniny lub z powodu zakłócania zawiera więcej tlenu, ale zawartość tlenu w tych gazach spalin jest nadal niższa niż zawartość tlenu w atmosferze. Przy katalitycznym działaniu wysokiej temperatury i platyny ujemnie naładowane jony tlenu są adsorbowane na wewnętrznych i zewnętrznych powierzchniach rękawa tlenku cyrkonu. Ponieważ w atmosferze jest więcej tlenu niż w gazie spalinowym, strona rękawa podłączona do atmosfery będzie adsorbować więcej jonów ujemnych, co spowoduje różnicę stężenia jonów po obu stronach, co z kolei generuje siłę elektromotoryczną.

Gdy stężenie tlenu po stronie wydechu rękawa jest niskie, między elektrodami generuje sygnał wysokiego napięcia (0,6 ~ 1 V), a ten sygnał jest wysyłany do ECU w celu amplifikacji. ECU oceni go jako bogatą mieszaninę opartą na tym sygnału wysokiego napięcia, podczas gdy sygnał niskiego napięcia reprezentuje szczupłą mieszaninę. Na podstawie sygnału napięcia czujnika tlenu komputer będzie starał się utrzymać teoretyczny optymalny stosunek paliwa powietrznego wynoszący 14,7: 1 i dostosować go poprzez rozcieńczenie lub wzbogacanie mieszanki.

Dlatego element ogrzewania czujnika tlenu jest kluczowym elementem sterowanego elektronicznie pomiaru paliwa. Musi znajdować się w środowisku o wysokiej temperaturze (temperatura końcowa osiąga ponad 300 ° C), aby w pełni wywierać charakterystykę i sygnały napięcia wyjściowego. W około 800 ° C czujnik tlenu jest najbardziej wrażliwy na zmiany w gazie mieszanym, a w niskich temperaturach jego charakterystyka znacznie się zmieni.

Oprócz silników samochodowych element ogrzewania czujników tlenu jest również szeroko stosowany w różnych piecach, takich jak spalanie węgla, spalanie oleju, spalanie gazu itp. Z jego prostą strukturą, szybką reakcją, łatwą konserwacją i dokładnym użyciem, stał się idealnym wyborem do pomiaru kompozycji gazu spalania, co pomaga poprawić jakość produktu, skrócenie cykli produkcji i oszczędzać energię. Odgrywa ważną rolę w wielu branżach, takich jak ropa naftowa, chemikalia, węgiel, metalurgia, produkcja papieru, ochrona przeciwpożarowa, administracja gminy i monitorowanie emisji gazu.