Pajisja dhe parimi i funksionimit të sensorit të oksigjenit

Sensori i oksigjenit - një pajisje e krijuar për të regjistruar sasinë e oksigjenit të mbetur në gazrat e shkarkimit të një motori makine. Ajo është e vendosur në sistemin e shkarkimit pranë katalizatorit. Bazuar në të dhënat e marra nga gjeneratori i oksigjenit, njësia elektronike e kontrollit të motorit (ECU) korrigjon llogaritjen e proporcionit optimal të përzierjes ajër-karburant. Raporti i tepërt i ajrit në përbërjen e tij tregohet në industrinë e automobilave me shkronjën greke lambda (λ), për shkak të së cilës sensori mori një emër të dytë - sonda lambda.

Faktori i tepërt i ajrit λ

Para se të çmontoni projektin e sensorit të oksigjenit dhe parimin e funksionimit të tij, është e nevojshme të përcaktohet një parametër i tillë i rëndësishëm si raporti i tepërt i ajrit i përzierjes së karburantit-ajrit: çfarë është, çfarë ndikon dhe pse matet me sensori

Në teorinë e funksionimit të ICE, ekziston një koncept i tillë si raporti stekiometrik - kjo është proporcioni ideal i ajrit dhe karburantit, në të cilin ndodh djegia e plotë e karburantit në dhomën e djegies së cilindrit të motorit. Ky është një parametër shumë i rëndësishëm, në bazë të të cilit llogariten mënyrat e shpërndarjes së karburantit dhe funksionimit të motorit. Equshtë e barabartë me 14,7 kg ajër me 1 kg karburant (14,7: 1). Natyrisht, një sasi e tillë e përzierjes së ajrit dhe karburantit nuk hyn në cilindër në një moment në kohë, është vetëm një pjesë që rillogaritet për kushtet reale.

Raporti i tepërt i ajrit (λ) A është raporti i sasisë aktuale të ajrit që hyn në motor me sasinë e nevojshme teorikisht (stokiometrike) për djegien e plotë të karburantit. Në terma të thjeshtë, është "sa më shumë (më pak) ajër hyri në cilindër sesa duhej".

Në varësi të vlerës së λ, ekzistojnë tre lloje të përzierjes së ajrit dhe karburantit:

• λ = 1 - përzierje stekiometrike;
• λ <1 - përzierje "e pasur" (ekskretimi - i tretshëm; mungesa - ajri);
• λ> 1 - përzierje "e dobët" (tepricë - ajër; mungesë - karburant).

Motorët modernë mund të funksionojnë në të tre llojet e përzierjeve, në varësi të detyrave aktuale (ekonomia e karburantit, nxitimi intensiv, zvogëlimi i përqendrimit të substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit). Nga pikëpamja e vlerave optimale të fuqisë së motorit, koeficienti lambda duhet të ketë një vlerë prej rreth 0,9 (përzierje "e pasur"), konsumi minimal i karburantit do të korrespondojë me përzierjen stekiometrike (λ = 1). Rezultatet më të mira për pastrimin e gazrave të shkarkimit do të vërehen gjithashtu në λ = 1, pasi që funksionimi efikas i konvertuesit katalitik ndodh me një përbërje stokiometrike të përzierjes ajër-karburant.

Qëllimi i sensorëve të oksigjenit

Dy sensorë të oksigjenit përdoren si standard në makinat moderne (për një motor në linjë). Njëra përpara katalizatorit (sonda e sipërme e lambdës), dhe e dyta pas saj (sonda e poshtme e lambdës). Nuk ka dallime në dizajnin e sensorëve të sipërm dhe të poshtëm, ato mund të jenë të njëjta, por ato kryejnë funksione të ndryshme.

Sensori i sipërm ose i përparmë i oksigjenit zbulon oksigjenin e mbetur në gazin e shkarkimit. Bazuar në sinjalin nga ky sensor, njësia e kontrollit të motorit "kupton" se çfarë lloji të përzierjes së ajrit dhe karburantit po punon në motor (stekiometrik, i pasur ose i dobët). Në varësi të leximeve të oksigjenuesit dhe mënyrës së kërkuar të funksionimit, ECU rregullon sasinë e karburantit të furnizuar në cilindra. Në mënyrë tipike, shpërndarja e karburantit rregullohet drejt përzierjes stokiometrike. Duhet të theksohet se kur motori ngroh, sinjalet nga sensori nuk merren parasysh nga ECU e motorit derisa të arrijë temperaturën e funksionimit. Sonda e poshtme ose e pasme lambda përdoret për të rregulluar më tej përbërjen e përzierjes dhe për të monitoruar aftësinë e shërbimit të konvertuesit katalitik.

Projektimi dhe parimi i funksionimit të sensorit të oksigjenit

Ekzistojnë disa lloje të sondave të lambda-s që përdoren në makinat moderne. Le të shqyrtojmë modelin dhe parimin e funksionimit të më të njohurve prej tyre - një sensori oksigjeni të bazuar në dioksid zirkoniumi (ZrO2). Sensori përbëhet nga elementët kryesorë të mëposhtëm:

• Elektroda e jashtme - krijon kontakt me gazrat e shkarkimit.
• Elektroda e brendshme - në kontakt me atmosferën.
• Elementi i ngrohjes - përdoret për të ngrohur sensorin e oksigjenit dhe për ta sjellë atë në temperaturën e funksionimit më shpejt (rreth 300 ° C).
• Elektrolit i ngurtë - i vendosur midis dy elektrodave (zirkonia).
• Strehimit.
• Mbrojtësi i majës - ka vrima (vrima) të veçanta për depërtimin e gazrave të shkarkimit.

Elektrodat e jashtme dhe të brendshme janë të veshura me platin. Parimi i funksionimit të një sondë të tillë lambda bazohet në shfaqjen e një ndryshimi të mundshëm midis shtresave të platinit (elektrodave), të cilat janë të ndjeshme ndaj oksigjenit. Ndodh kur elektroliti nxehet, kur jonet e oksigjenit lëvizin nëpër të nga ajri atmosferik dhe gazrat e shkarkimit. Tensioni në elektrodat e sensorit varet nga përqendrimi i oksigjenit në gazrat e shkarkimit. Sa më i lartë të jetë, aq më i ulët është voltazhi. Diapazoni i tensionit të sinjalit të sensorit të oksigjenit është 100 deri 900 mV. Sinjali ka një formë sinusoidale, në të cilën dallohen tre rajone: nga 100 në 450 mV - përzierje e dobët, nga 450 në 900 mV - përzierje e pasur, 450 mV korrespondon me përbërjen stekiometrike të përzierjes ajër-karburant.

Burimi i oksigjenuesit dhe keqfunksionimet e tij

Sonda lambda është një nga sensorët që konsumohen më shpejt. Kjo është për shkak të faktit se ajo është vazhdimisht në kontakt me gazrat e shkarkimit dhe burimi i tij varet drejtpërdrejt nga cilësia e karburantit dhe funksionimi i motorit. Për shembull, një rezervuar oksigjeni me zirkoni ka një burim prej rreth 70-130 mijë kilometra.

Meqenëse funksionimi i të dy sensorëve të oksigjenit (i sipërm dhe i poshtëm) monitorohet nga sistemi i diagnostikimit në bord OBD-II, nëse ndonjë prej tyre dështon, do të regjistrohet një gabim përkatës dhe llamba treguese "Kontrolloni Motorin" në panelin e instrumenteve do të ndizet. Në këtë rast, mund të diagnostikoni një mosfunksionim duke përdorur një skaner të veçantë diagnostikues. Nga opsionet e buxhetit, duhet t'i kushtoni vëmendje Scan Tool Pro Black Edition.

Ky skaner i bërë në Kore ndryshon nga analogët në cilësinë e tij të lartë të ndërtimit dhe aftësinë për të diagnostikuar të gjithë përbërësit dhe montimet e një makine, dhe jo vetëm motorin. Ai është gjithashtu në gjendje të gjurmojë leximet e të gjithë sensorëve (përfshirë oksigjenin) në kohë reale. Skaneri është i pajtueshëm me të gjitha programet e njohura diagnostike dhe, duke ditur vlerat e lejueshme të tensionit, mund të gjykohet shëndeti i sensorit.

Kur sensori i oksigjenit po punon siç duhet, karakteristika e sinjalit është një sinusoid i rregullt, që tregon një frekuencë kalimi të paktën 8 herë brenda 10 sekondave. Nëse sensori është jashtë funksionit, atëherë forma e sinjalit do të ndryshojë nga ajo referuese, ose përgjigja e tij ndaj një ndryshimi në përbërjen e përzierjes do të ngadalësohet ndjeshëm.

Mosfunksionimet kryesore të sensorit të oksigjenit:

• veshin gjatë operimit (sensori "plakja");
• qark i hapur i elementit të ngrohjes;
• ndotja.

Të gjitha këto lloje të problemeve mund të shkaktohen nga përdorimi i karburantit me cilësi të ulët, mbinxehja, shtimi i aditivëve të ndryshëm, hyrja e vajrave dhe agjentëve pastrues në zonën e funksionimit të sensorit.

Shenjat e mosfunksionimit të oksigjenuesit:

• Treguesi i dritës paralajmëruese të mosfunksionimit në pult.
• Humbja e pushtetit.
• Përgjigje e dobët ndaj pedalit të gazit.
• Motor i përafërt në punë.

Llojet e sondave lambda

Përveç zirkonisë, përdoren gjithashtu sensorë të titanit dhe oksigjenit me bandë të gjerë.

• Titani. Ky lloj i dhomës së oksigjenit ka një element të ndjeshëm ndaj dioksidit të titanit. Temperatura e funksionimit të një sensori të tillë fillon nga 700 ° C. Sondat e titanit lambda nuk kërkojnë ajër atmosferik, pasi parimi i tyre i funksionimit bazohet në një ndryshim në tensionin e daljes, në varësi të përqendrimit të oksigjenit në shkarkim.
• Sonda lambda me bandë të gjerë është një model i përmirësuar. Përbëhet nga një sensor cikloni dhe një element pompimi. E para mat përqendrimin e oksigjenit në gazin e shkarkimit, duke regjistruar tensionin e shkaktuar nga diferenca e mundshme. Tjetra, leximi krahasohet me vlerën e referencës (450 mV) dhe, në rast të një devijimi, zbatohet një rrymë, duke provokuar injektimin e joneve të oksigjenit nga shkarkimi. Kjo ndodh derisa voltazhi të bëhet i barabartë me atë të dhënë.

Sonda lambda është një element shumë i rëndësishëm i sistemit të menaxhimit të motorit, dhe mosfunksionimi i tij mund të çojë në vështirësi në ngarje dhe të shkaktojë rritje të konsumit të pjesëve të tjera të motorit. Dhe meqenëse nuk mund të riparohet, duhet të zëvendësohet menjëherë me një të ri.