Apparatet og funktionsprincippet for iltføleren

En iltsensor er en enhed designet til at registrere mængden af ​​resterende ilt i udstødningsgasserne fra en bilmotor. Den er placeret i udstødningssystemet nær katalysatoren. Baseret på data modtaget af oxygenatoren korrigerer den elektroniske motorstyringsenhed (ECU) beregningen af ​​den optimale andel af luft-brændstofblandingen. Koefficienten for overskydende luft i dens sammensætning er angivet i bilindustrien med det græske bogstav lambda (λ), takket være hvilken sensoren modtog et andet navn - en lambdasonde.

Overskydende luftfaktor λ

Før demontering af iltsensorens design og princippet om dens drift, er det nødvendigt at bestemme en så vigtig parameter som luft-brændstofblandingens overskydende luftforhold: hvad det er, hvad det påvirker og hvorfor sensoren måler det.

I teorien om ICE-drift er der et sådant koncept som støkiometrisk forhold - dette er den ideelle andel af luft og brændstof, hvor fuldstændig forbrænding af brændstof sker i forbrændingskammeret i en motorcylinder. Dette er en meget vigtig parameter, på grundlag af hvilken brændstofforsyningen og motorens driftstilstande beregnes. Det svarer til 14,7 kg luft til 1 kg brændstof (14,7:1). Naturligvis kommer en sådan mængde luft-brændstofblanding ikke ind i cylinderen på én gang, det er bare en andel, der genberegnes til virkelige forhold.

Overskydende luftforhold (λ) - dette er forholdet mellem den faktiske mængde luft, der kommer ind i motoren, og den teoretisk nødvendige (støkiometriske) for fuldstændig forbrænding af brændstoffet. Enkelt sagt er dette "hvor meget mere (mindre) luft der kom ind i cylinderen, end det burde have været."

Afhængigt af værdien af ​​λ er der tre typer luft-brændstofblandinger:

• λ = 1 – støkiometrisk blanding;
• λ < 1 – "rig" blanding (избыток – топливо; mangel – воздух);
• λ > 1 - "dårlig" blanding (overskud - luft; mangel - brændstof).

Moderne motorer kan fungere på alle tre typer blandinger afhængigt af de aktuelle opgaver (brændstoføkonomi, intensiv acceleration, reduktion af koncentrationen af ​​skadelige stoffer i udstødningsgasser). Ud fra synspunktet om optimale motoreffektværdier, koefficienten lambda skal have en værdi på ca. 0,9 (“rig” blanding), vil det mindste brændstofforbrug svare til den støkiometriske blanding (λ = 1). De bedste resultater for rensning af udstødningsgasser vil også blive observeret ved λ = 1, da den effektive drift af katalysatoren sker med en støkiometrisk sammensætning af luft-brændstofblandingen.

Formål med iltsensorer

Standard i moderne biler anvendes to iltsensorer (til en rækkemotor). En før katalysatoren (øvre lambdasonde), og den anden efter den (nedre lambdasonde). Der er ingen forskelle i designet af de øvre og nedre sensorer, de kan være de samme, men de udfører forskellige funktioner.

Den opstrøms eller forreste iltsensor registrerer mængden af ​​resterende ilt i udstødningsgasserne. Baseret på signalet fra denne sensor "forstår" motorstyringsenheden, hvilken type luft-brændstofblanding motoren kører på (støkiometrisk, rig eller mager). Afhængigt af aflæsningerne af oxygenatoren og den nødvendige driftsform justerer ECU'en mængden af ​​brændstof, der tilføres cylindrene. Som regel tilpasses brændstoftilførslen mod den støkiometriske blanding. Det skal bemærkes, at når motoren varmer op, ignoreres signalerne fra sensoren af ​​motorens ECU, indtil den når driftstemperatur. Den nederste eller bageste lambdasonde bruges til yderligere at justere blandingens sammensætning og overvåge den korrekte drift af katalysatoren.

Udformningen og princippet om drift af iltsensoren

Der er flere typer lambdasonder, der bruges på moderne biler. Overvej designet og princippet om driften af ​​de mest populære af dem - en iltsensor baseret på zirconiumdioxid (ZrO2). Sensoren består af følgende hovedelementer:

• Den ydre elektrode er i kontakt med udstødningsgasserne.
• Den indre elektrode er i kontakt med atmosfæren.
• Varmeelement - bruges til at opvarme iltsensoren og bringe den til driftstemperatur (ca. 300 ° C) hurtigere.
• Fast elektrolyt - placeret mellem to elektroder (zirconiumdioxid).
• Boliger.
• Tip beskyttelsesdæksel - har specielle huller (perforering) til indtrængning af udstødningsgasser.

Eksterne og interne elektroder er dækket med platinforstøvning. Funktionsprincippet for en sådan lambdasonde er baseret på forekomsten af ​​en potentialforskel mellem platinlag (elektroder), som er følsomme over for ilt. Det opstår, når elektrolytten opvarmes, når oxygenioner fra atmosfærisk luft og udstødningsgasser bevæger sig gennem den. Spændingen, der opstår ved sensorelektroderne, afhænger af iltkoncentrationen i udstødningsgasserne. Jo højere den er, jo lavere er spændingen. Iltsensorens signalspændingsområde er fra 100 til 900 mV. Signalet har en sinusformet form, hvor der skelnes mellem tre områder: fra 100 til 450 mV - en mager blanding, fra 450 til 900 mV - en rig blanding, værdien af ​​450 mV svarer til den støkiometriske sammensætning af luft-brændstofblandingen .

Oxygenator ressource og dens funktionsfejl

Lambdasonden er en af ​​de hurtigst slidte sensorer. Dette skyldes det faktum, at det konstant er i kontakt med udstødningsgasser, og dets ressource afhænger direkte af brændstoffets kvalitet og motorens sundhed. For eksempel har en zirconium-ilttank en ressource på omkring 70-130 tusinde kilometer.

Da driften af ​​begge iltsensorer (øvre og nedre) styres af OBD-II-systemet, vil den tilsvarende fejl blive registreret, hvis nogen af ​​dem fejler, og indikatorlampen "Check Engine" fejlfunktion vil lyse på instrumentpanelet . I dette tilfælde kan du diagnosticere en funktionsfejl ved hjælp af en speciel diagnostisk scanner. Af budgetmulighederne skal du være opmærksom på Scan Tool Pro Black Edition.

Denne koreansk-fremstillede scanner adskiller sig fra analoger i sin høje byggekvalitet og evnen til at diagnosticere alle komponenter og samlinger af bilen, og ikke kun motoren. Den er også i stand til at spore aflæsningerne af alle sensorer (inklusive ilt) i realtid. Scanneren er kompatibel med alle populære diagnostiske programmer, og ved at kende de tilladte spændingsværdier kan man bedømme sensorens helbred.

Når iltsensoren fungerer korrekt, er signalkarakteristikken en regulær sinusbølge, der viser en skiftefrekvens på mindst 8 gange inden for 10 sekunder. Hvis sensoren fejler, vil signalformen afvige fra referencen, eller dens reaktion på en ændring i blandingens sammensætning vil bremse betydeligt.

De vigtigste fejl i iltsensoren:

• slid under drift ("ældning" af sensoren);
• åbent kredsløb af varmeelementet;
• forurening.

Alle disse typer problemer kan udløses ved brug af brændstof af lav kvalitet, overophedning, tilsætning af forskellige tilsætningsstoffer, indtrængen af ​​olier og rengøringsmidler i sensorområdet.

Tegn på en defekt oxygenator:

• Indikation af en signallampe for funktionsfejl på instrumentpanelet.
• Tab af magt.
• Svag respons på gaspedalen.
• Hård drift af motoren i tomgang.

Typer af lambdasonder

Ud over zirconium anvendes også titanium og bredbåndsiltsensorer.

• Titanium. Denne type oxygenator har et følsomt element lavet af titaniumdioxid. Driftstemperaturen for en sådan sensor starter fra 700 °C. Titanium lambda-sonder kræver ikke tilstedeværelse af atmosfærisk luft, da deres funktionsprincip er baseret på en ændring i udgangsspænding, afhængigt af koncentrationen af ​​ilt i udstødningen.
• Bredbåndslambdasonden er en avanceret model. Den består af en zirkoniumsensor og et pumpeelement. Den første måler koncentrationen af ​​ilt i udstødningsgasserne og fastgør spændingen forårsaget af potentialforskellen. Dernæst sammenlignes aflæsningen med referenceværdien (450 mV), og i tilfælde af afvigelse påføres en strøm, der fremkalder pumpning af iltioner fra udstødningen. Dette fortsætter, indtil spændingen er lig med den angivne værdi.

Lambdasonden er et meget vigtigt element i motorstyringssystemet, og dens funktionsfejl kan føre til vanskeligheder med at køre og forårsage øget slid på andre motordele. Og da den ikke kan repareres, skal den straks udskiftes med en ny.