Разбираемся в тонкостях работы датчика O2 | Как работают датчики кислорода скачать в хорошем качестве

Разбираемся в тонкостях работы датчика O2 | Как работают датчики кислорода

Датчики кислорода – это устройства, используемые в автомобилях для контроля выбросов в сочетании с каталитическим нейтрализатором. Они также используются для измерения степени обогащения или обеднения смеси в узком диапазоне соотношения воздух-топливо. Это измерение основано на содержании кислорода в выхлопных газах. В большинстве современных автомобилей с четырёхцилиндровыми двигателями установлено два датчика кислорода: один перед каталитическим нейтрализатором, а другой после. Некоторые автомобили с двигателями V6 и V8 имеют ещё больше датчиков кислорода для контроля работы систем. Датчик кислорода был впервые разработан в конце 1970-х годов для Volvo компанией Robert Bosch. Эти первые датчики нагревались до рабочей температуры за счёт тепла, выделяемого выхлопными газами. Проблема заключалась в задержке срабатывания датчиков, поскольку для разогрева датчиков требовалась почти минута. В начале 1980-х годов датчики кислорода стали обязательным оборудованием автомобилей, когда в штате Калифорния осознали их потенциал для существенного снижения выбросов. К середине 1990-х годов в каждом штате США действовали законы, предписывающие обязательное наличие кислородного датчика. Когда он был впервые представлен, кислородный датчик не обеспечивал точной регулировки, которая появилась позже, благодаря прогрессу в области подачи топлива. Впрыск топлива в конечном итоге заменил карбюратор и позволил осуществлять необходимые регулировки, используя данные, поступающие с датчика в ЭБУ автомобиля. Теперь топливовоздушная смесь может поступать в двигатель гораздо эффективнее. Это снизило расход топлива и сделало возможным использование современных электронных систем впрыска топлива и контроля выбросов. Чтобы узнать больше об этой увлекательной теме, ознакомьтесь с моей серией из двух статей об эффективности двигателей, в которой более подробно рассматриваются достижения в области подачи топлива в автомобиль. Как работают кислородные датчики Обычно кислородные датчики располагаются в выхлопной системе двигателя и помогают в режиме реального времени определять, является ли соотношение воздуха и топлива в двигателе внутреннего сгорания обогащенным или обедненным. Однако, несмотря на расположение в потоке выхлопных газов, кислородные датчики не измеряют напрямую количество воздуха или топлива, поступающего в двигатель. Однако, когда данные кислородных датчиков используются совместно с информацией от других датчиков, их можно применять для косвенного определения оптимального соотношения воздух-топливо. Этот замкнутый метод управления позволяет оптимизировать работу форсунок в соответствии с данными датчиков в режиме реального времени, а не работать по заранее заданной или разомкнутой топливной карте. Однако их расположение варьируется в зависимости от конфигурации двигателя и количества выпускных коллекторов. В нашем случае мы будем использовать рядный двигатель с одним выпускным коллектором. Один датчик расположен перед каталитическим нейтрализатором. Этот датчик, также известный как датчик перед катализатором, отвечает за регулировку оптимальной подачи топлива. Второй датчик, называемый датчиком после катализатора, расположен сразу за каталитическим нейтрализатором и контролирует эффективность катализатора. Процесс начинается, когда отработавшие газы под высоким давлением и температурой выходят из выпускного цилиндра во время фазы выпуска. Затем газы проходят через выпускной коллектор, где в конечном итоге контактируют с датчиком перед катализатором. Давайте подробно рассмотрим устройство датчика кислорода и принципы его работы, чтобы лучше понять эту сложную систему. Уплотнение между концом зонда датчика и окружающим воздухом обеспечивается прокладкой датчика кислорода, обычно выполненной из уплотнительной шайбы. При ближайшем рассмотрении видно, что сердцевина датчика состоит из нагревательного элемента, подключенного к разъему нагревателя. Чувствительный элемент в передней части датчика состоит из чувствительного элемента из диоксида циркония, заключенного в стальную оболочку. Стальная оболочка заключена в защитную трубку, контактирующую с выхлопными газами. Чувствительный элемент соединен с платиновыми электродами и проволочными выводами, проходящими по линии датчика. Вся конструкция внутри стального корпуса удерживается керамическим держателем, который помогает нагревать зонд до нужной температуры. По мере прохождения выхлопных газов через отверстия в защитной оболочке молекулы кислорода, содержащиеся в выхлопных газах, контактируют с чувствительным элементом. При этом окружающий воздух проходит через зазоры между проводами через тепловой контакт, где он нагревается, что позволяет ионам генерировать напряжение. Как уже упоминалось, датчик измеряет не концентрацию кислорода, а разницу между количеством кислорода в выхлопных газах и количеством кислорода вне выхлопных газов. Разница в концентрации молекул кислорода в выхлопных газах по сравнению с окружающим воздухом приводит к изменению концентрации ионов ...