Dyfais ac egwyddor gweithrediad y synhwyrydd ocsigen

Synhwyrydd ocsigen - dyfais sydd wedi'i chynllunio i gofnodi faint o ocsigen sy'n weddill yn nwyon gwacáu injan car. Mae wedi'i leoli yn y system wacáu ger y catalydd. Yn seiliedig ar y data a dderbyniwyd gan y generadur ocsigen, mae'r uned rheoli injan electronig (ECU) yn cywiro cyfrifiad y gyfran orau o'r gymysgedd tanwydd aer. Nodir y gymhareb aer gormodol yn ei gyfansoddiad yn y diwydiant modurol gan y llythyren Roegaidd lambda (λ), oherwydd derbyniodd y synhwyrydd ail enw - stiliwr lambda.

Cyfernod aer gormodol λ

Cyn dadosod dyluniad y synhwyrydd ocsigen ac egwyddor ei weithrediad, mae angen pennu paramedr mor bwysig â chymhareb aer gormodol y gymysgedd tanwydd-aer: beth ydyw, beth mae'n effeithio arno a pham y caiff ei fesur gan y synhwyrydd.

Yn theori gweithrediad ICE, mae cysyniad o'r fath â cymhareb stoichiometrig - dyma'r gyfran ddelfrydol o aer a thanwydd, lle mae llosgi tanwydd yn llwyr yn siambr hylosgi silindr yr injan. Mae hwn yn baramedr pwysig iawn, ar y sail y cyfrifir dulliau cyflenwi tanwydd a gweithredu injan. Mae'n hafal i 14,7 kg o aer i 1 kg o danwydd (14,7: 1). Yn naturiol, nid yw cymaint o'r gymysgedd tanwydd aer yn mynd i mewn i'r silindr ar un adeg, dim ond cyfran sy'n cael ei hailgyfrifo ar gyfer amodau go iawn.

Cymhareb aer gormodol (λ) A yw'r gymhareb rhwng yr union faint o aer sy'n mynd i mewn i'r injan a'r swm sy'n ofynnol yn ddamcaniaethol (stoichiometrig) ar gyfer hylosgi'r tanwydd yn llwyr. Yn syml, “faint yn fwy (llai) o aer a aeth i mewn i'r silindr nag y dylai fod”.

Yn dibynnu ar werth λ, mae tri math o gymysgedd tanwydd aer:

• λ = 1 - cymysgedd stoichiometrig;
• λ <1 - cymysgedd “cyfoethog” (ysgarthiad - hydawdd; diffyg - aer);
• λ> 1 - cymysgedd "heb lawer o fraster" (gormodedd - aer; diffyg - tanwydd).

Gall peiriannau modern redeg ar bob un o'r tri math o gymysgedd, yn dibynnu ar y tasgau cyfredol (economi tanwydd, cyflymiad dwys, lleihau crynodiad sylweddau niweidiol yn y nwyon gwacáu). O safbwynt gwerthoedd gorau posibl pŵer injan, y cyfernod lambda dylai fod â gwerth oddeutu 0,9 (cymysgedd “cyfoethog”), bydd yr isafswm defnydd o danwydd yn cyfateb i'r gymysgedd stoichiometrig (λ = 1). Bydd y canlyniadau gorau ar gyfer glanhau nwyon gwacáu hefyd yn cael eu harsylwi ar λ = 1, gan fod gweithrediad effeithlon y trawsnewidydd catalytig yn digwydd gyda chyfansoddiad stoichiometrig o'r gymysgedd aer-danwydd.

Pwrpas synwyryddion ocsigen

Defnyddir dau synhwyrydd ocsigen fel safon mewn ceir modern (ar gyfer injan mewn-lein). Un o flaen y catalydd (stiliwr lambda uchaf), a'r ail ar ei ôl (stiliwr lambda is). Nid oes unrhyw wahaniaethau yn nyluniad y synwyryddion uchaf ac isaf, gallant fod yr un peth, ond maent yn cyflawni gwahanol swyddogaethau.

Mae'r synhwyrydd ocsigen uchaf neu flaen yn canfod yr ocsigen sy'n weddill yn y nwy gwacáu. Yn seiliedig ar y signal o'r synhwyrydd hwn, mae'r uned rheoli injan yn “deall” pa fath o gymysgedd aer-danwydd y mae'r injan yn rhedeg arno (stoichiometric, cyfoethog neu heb lawer o fraster). Yn dibynnu ar ddarlleniadau'r ocsigenydd a'r dull gweithredu gofynnol, mae'r ECU yn addasu faint o danwydd a gyflenwir i'r silindrau. Yn nodweddiadol, mae'r dosbarthiad tanwydd yn cael ei addasu tuag at y gymysgedd stoichiometrig. Dylid nodi pan fydd yr injan yn cynhesu, mae'r signalau o'r synhwyrydd yn cael eu hanwybyddu gan yr injan ECU nes ei fod yn cyrraedd y tymheredd gweithredu. Defnyddir y stiliwr lambda isaf neu gefn i addasu cyfansoddiad y gymysgedd ymhellach a monitro defnyddioldeb y trawsnewidydd catalytig.

Dyluniad ac egwyddor gweithrediad y synhwyrydd ocsigen

Defnyddir sawl math o stilwyr lambda mewn ceir modern. Gadewch i ni ystyried dyluniad ac egwyddor gweithrediad y mwyaf poblogaidd ohonyn nhw - synhwyrydd ocsigen wedi'i seilio ar zirconiwm deuocsid (ZrO2). Mae'r synhwyrydd yn cynnwys y prif elfennau canlynol:

• Electroneg allanol - yn cysylltu â nwyon gwacáu.
• Electrodau mewnol - mewn cysylltiad â'r awyrgylch.
• Elfen wresogi - fe'i defnyddir i gynhesu'r synhwyrydd ocsigen a dod ag ef i'r tymheredd gweithredu yn gyflymach (tua 300 ° C).
• Electrolyt solid - wedi'i leoli rhwng dau electrod (zirconia).
• Corff.
• Gwarchodwr tip - mae ganddo dyllau arbennig (trydylliadau) i nwyon gwacáu fynd i mewn iddynt.

Mae'r electrodau allanol a mewnol wedi'u gorchuddio â phlatinwm. Mae egwyddor gweithredu chwiliedydd lambda o'r fath yn seiliedig ar wahaniaeth posibl rhwng haenau platinwm (electrodau), sy'n sensitif i ocsigen. Mae'n digwydd pan fydd yr electrolyt yn cael ei gynhesu, pan fydd ïonau ocsigen yn symud trwyddo o aer atmosfferig a nwyon gwacáu. Mae'r foltedd yn yr electrodau synhwyrydd yn dibynnu ar y crynodiad ocsigen yn y nwyon gwacáu. Po uchaf ydyw, yr isaf yw'r foltedd. Ystod foltedd signal synhwyrydd ocsigen yw 100 i 900 mV. Mae gan y signal siâp sinwsoidaidd, lle mae tri rhanbarth yn cael eu gwahaniaethu: o 100 i 450 mV - cymysgedd heb lawer o fraster, o 450 i 900 mV - cymysgedd cyfoethog, mae 450 mV yn cyfateb i gyfansoddiad stoichiometrig y gymysgedd aer-danwydd.

Adnodd ocsigenydd a'i ddiffygion

Mae'r stiliwr lambda yn un o'r synwyryddion sydd wedi'u gwisgo'n gyflymaf. Mae hyn oherwydd y ffaith ei fod yn gyson mewn cysylltiad â nwyon gwacáu ac mae ei adnodd yn dibynnu'n uniongyrchol ar ansawdd y tanwydd a defnyddioldeb yr injan. Er enghraifft, mae gan danc ocsigen zirconiwm adnodd o tua 70-130 mil cilomedr.

Gan fod gweithrediad y ddau synhwyrydd ocsigen (uchaf ac isaf) yn cael ei fonitro gan system ddiagnosteg ar fwrdd OBD-II, os bydd unrhyw un ohonynt yn methu, bydd gwall cyfatebol yn cael ei gofnodi, a lamp dangosydd “Check Engine” ar y panel offeryn. bydd yn goleuo. Yn yr achos hwn, gallwch wneud diagnosis o gamweithio gan ddefnyddio sganiwr diagnostig arbennig. O'r opsiynau cyllidebol, dylech roi sylw i'r Scan Tool Pro Black Edition.

Mae'r sganiwr hwn a wnaed yn Corea yn wahanol i analogau yn ei ansawdd adeiladu uchel a'r gallu i wneud diagnosis o holl gydrannau a chynulliadau car, ac nid yr injan yn unig. Mae hefyd yn gallu olrhain darlleniadau pob synhwyrydd (gan gynnwys ocsigen) mewn amser real. Mae'r sganiwr yn gydnaws â'r holl raglenni diagnostig poblogaidd ac, o wybod y gwerthoedd foltedd a ganiateir, gall rhywun farnu iechyd y synhwyrydd.

Pan fydd y synhwyrydd ocsigen yn gweithio'n iawn, mae nodwedd y signal yn sinwsoid rheolaidd, sy'n dangos amledd newid o leiaf 8 gwaith o fewn 10 eiliad. Os yw'r synhwyrydd allan o drefn, yna bydd siâp y signal yn wahanol i'r un cyfeirnod, neu bydd ei ymateb i newid yng nghyfansoddiad y gymysgedd yn cael ei arafu'n sylweddol.

Prif ddiffygion y synhwyrydd ocsigen:

• gwisgo yn ystod gweithrediad (“heneiddio” y synhwyrydd);
• cylched agored yr elfen wresogi;
• llygredd.

Gellir sbarduno'r holl fathau hyn o broblemau trwy ddefnyddio tanwydd o ansawdd isel, gorboethi, ychwanegu ychwanegion amrywiol, dod i mewn i olewau ac asiantau glanhau i mewn i ardal weithredu'r synhwyrydd.

Arwyddion camweithio ocsigenydd:

• Arwydd golau rhybuddio camweithio ar y dangosfwrdd.
• Colli pŵer.
• Ymateb gwael i'r pedal nwy.
• Segura injan garw.

Mathau o stilwyr lambda

Yn ogystal â zirconia, defnyddir synwyryddion ocsigen titaniwm a band eang hefyd.

• Titaniwm. Mae gan y math hwn o ocsigenydd elfen sensitif titaniwm deuocsid. Mae tymheredd gweithredu synhwyrydd o'r fath yn cychwyn o 700 ° C. Nid oes angen aer atmosfferig ar stilwyr lambda titaniwm, gan fod eu hegwyddor gweithredu yn seiliedig ar newid yn y foltedd allbwn, yn dibynnu ar grynodiad yr ocsigen yn y gwacáu.
• Mae'r stiliwr lambda band eang yn fodel gwell. Mae'n cynnwys synhwyrydd seiclon ac elfen bwmpio. Mae'r cyntaf yn mesur crynodiad ocsigen yn y nwy gwacáu, gan gofnodi'r foltedd a achosir gan y gwahaniaeth posibl. Nesaf, cymharir y darlleniad â'r gwerth cyfeirio (450 mV), ac, os bydd gwyriad, rhoddir cerrynt, gan ysgogi chwistrelliad ïonau ocsigen o'r gwacáu. Mae hyn yn digwydd nes i'r foltedd ddod yn hafal i'r un a roddir.

Mae'r stiliwr lambda yn elfen bwysig iawn o'r system rheoli injan, a gall ei gamweithio arwain at anawsterau wrth yrru ac achosi mwy o draul ar weddill rhannau'r injan. A chan na ellir ei atgyweirio, rhaid rhoi un newydd yn ei le ar unwaith.