ऑक्सिजन सेन्सरच्या ऑपरेशनचे डिव्हाइस आणि तत्त्व
सामग्री
ऑक्सिजन सेन्सर - कार इंजिनच्या एक्झॉस्ट वायूंमध्ये उर्वरित ऑक्सिजनची मात्रा नोंदविण्यासाठी डिझाइन केलेले डिव्हाइस. हे उत्प्रेरक जवळ एक्झॉस्ट सिस्टममध्ये आहे. ऑक्सिजन जनरेटरद्वारे प्राप्त डेटाच्या आधारे, इलेक्ट्रॉनिक इंजिन नियंत्रण युनिट (ईसीयू) वायू-इंधन मिश्रणाच्या इष्टतम प्रमाणांची गणना दुरुस्त करते. ग्रीक पत्राद्वारे ऑटोमोटिव्ह उद्योगात त्याच्या रचनेतील हवेचे जास्त प्रमाण दर्शविले जाते लँबडा (λ), ज्यामुळे सेन्सरला दुसरे नाव प्राप्त झाले - लॅम्बडा प्रोब.
जादा हवेचा घटक λ
ऑक्सिजन सेन्सरची रचना आणि त्याच्या ऑपरेशनच्या तत्त्वाचे पृथक्करण करण्यापूर्वी, इंधन-हवेच्या मिश्रणाचा अतिरीक्त वायू प्रमाण म्हणून असे महत्वाचे मापदंड निश्चित करणे आवश्यक आहे: ते काय आहे, त्याचा काय परिणाम होतो आणि त्याचे मोजमाप का केले जाते सेन्सर
आयसीई ऑपरेशनच्या सिद्धांतमध्ये अशी संकल्पना आहे स्टोचिओमेट्रिक गुणोत्तर - हे वायु आणि इंधनाचे एक आदर्श प्रमाण आहे, ज्यावर इंजिन सिलेंडरच्या दहन कक्षात इंधनचे संपूर्ण ज्वलन होते. हे खूप महत्वाचे पॅरामीटर आहे, ज्या आधारावर इंधन वितरण आणि इंजिन ऑपरेटिंग मोडची गणना केली जाते. हे हवेच्या 14,7 किलो बरोबरीने 1 किलो इंधन (14,7: 1) इतके आहे. स्वाभाविकच, हवा-इंधन मिश्रणाची इतकी मात्रा वेळेत एका वेळी सिलेंडरमध्ये प्रवेश करत नाही, हे वास्तविकतेसाठी मोजले जाणारे एक प्रमाण आहे.
जादा हवेचे प्रमाण (λ) इंधनच्या संपूर्ण ज्वलनासाठी सैद्धांतिकदृष्ट्या आवश्यक असलेल्या (स्टोइचियोमेट्रिक) इंजिनमध्ये एअरमध्ये प्रवेश करणार्‍या वायूच्या वास्तविक प्रमाणचे प्रमाण आहे? सोप्या भाषेत सांगायचे तर, “सिलेंडर जितके हवे होते त्यापेक्षा हवेने किती (कमी) प्रविष्ट केले”.
Λ च्या मूल्यानुसार, तीन प्रकारचे हवा-इंधन मिश्रण आहेत:
- λ = 1 - स्टोचिओमेट्रिक मिश्रण;
- λ <1 - "श्रीमंत" मिश्रण (उत्सर्जन - विद्रव्य; कमतरता - हवा);
- .> 1 - "दुबळे" मिश्रण (जादा - हवा; उणीव - इंधन).
सध्याची कार्ये (इंधन अर्थव्यवस्था, गहन प्रवेग, एक्झॉस्ट गॅसांमधील हानिकारक पदार्थांच्या एकाग्रता कमी करणे) यावर आधारीत आधुनिक इंजिन सर्व तीन प्रकारच्या मिश्रणांवर चालू शकते. इंजिन उर्जेच्या इष्टतम मूल्यांच्या दृष्टिकोनातून गुणांक लँबडा सुमारे 0,9 ("श्रीमंत" मिश्रण) चे मूल्य असले पाहिजे, किमान इंधन वापर स्टोचियोमेट्रिक मिश्रणाशी संबंधित असेल (to = 1). एक्झॉस्ट गॅस साफसफाईचे सर्वोत्कृष्ट परिणाम λ = 1 वर देखील पाळले जातील, कारण उत्प्रेरक कनव्हर्टरचे कार्यक्षम ऑपरेशन वायु-इंधन मिश्रणाच्या स्टोचिओमेट्रिक रचनेसह होते.
ऑक्सिजन सेन्सरचा हेतू
आधुनिक कारमध्ये (इन-लाइन इंजिनसाठी) दोन ऑक्सिजन सेन्सर मानक म्हणून वापरले जातात. एक उत्प्रेरक समोर (वरच्या लँबडा प्रोब), आणि दुसरा (खाली लंबडा प्रोब) नंतर. वरच्या आणि खालच्या सेन्सरच्या डिझाइनमध्ये कोणतेही फरक नाहीत, ते समान असू शकतात, परंतु ते भिन्न कार्ये करतात.
अप्पर किंवा फ्रंट ऑक्सिजन सेन्सर एक्झॉस्ट गॅसमधील उर्वरित ऑक्सिजन शोधतो. या सेन्सरच्या सिग्नलच्या आधारे, इंजिन कंट्रोल युनिट इंजिन कोणत्या प्रकारचे हवा-इंधन मिश्रण चालविते हे "समजून घेते" (स्टोचियोमेट्रिक, रिच किंवा लीन) आहे. ऑक्सिजेनेटरच्या वाचनावर आणि आवश्यक ऑपरेटिंग मोडवर अवलंबून, ईसीयू सिलेंडर्सना पुरविल्या जाणार्‍या इंधनाची मात्रा समायोजित करते. थोडक्यात, इंधन वितरण स्टोचियोमेट्रिक मिश्रणाकडे समायोजित केले जाते. हे नोंद घ्यावे की जेव्हा इंजिन गरम होते तेव्हा ऑपरेटिंग तपमानापर्यंत पोहोचल्याशिवाय सेन्सरमधील सिग्नल ईसीयू इंजिनकडे दुर्लक्ष करतात. खालच्या किंवा मागील लॅम्ब्डा प्रोबचा वापर मिश्रणाची रचना पुढे समायोजित करण्यासाठी आणि अनुप्रेरक कनव्हर्टरच्या सेवाक्षमतेचे परीक्षण करण्यासाठी केला जातो.
ऑक्सिजन सेन्सरच्या ऑपरेशनचे डिझाइन आणि तत्त्व
आधुनिक कारमध्ये अनेक प्रकारचे लॅम्बडा प्रोब वापरले जातात. त्यापैकी सर्वात लोकप्रिय च्या डिझाइन आणि ऑपरेशनच्या तत्त्वाचा विचार करूया - झिरकोनियम डायऑक्साइड (झेडआरओ 2) वर आधारित ऑक्सिजन सेन्सर. सेन्सरमध्ये खालील मुख्य घटक असतात:
- बाह्य इलेक्ट्रोड - एक्झॉस्ट गॅसेसशी संपर्क साधतो.
- अंतर्गत इलेक्ट्रोड - वातावरणाच्या संपर्कात.
- हीटिंग एलिमेंट - ऑक्सिजन सेन्सर गरम करण्यासाठी आणि ऑपरेटिंग तापमानात अधिक द्रुतपणे (सुमारे 300 डिग्री सेल्सियस) आणण्यासाठी वापरले जाते.
- सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट - दोन इलेक्ट्रोड्स (झिरकोनिया) दरम्यान स्थित.
- गृहनिर्माण.
- टिप गार्ड - एक्झॉस्ट वायू प्रवेश करण्यासाठी विशेष छिद्रे (छिद्र) असतात.
बाह्य आणि अंतर्गत इलेक्ट्रोड्स प्लॅटिनम-लेपित असतात. अशा लॅम्बडा प्रोबच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत ऑक्सिजनला संवेदनशील असलेल्या प्लॅटिनम थर (इलेक्ट्रोड्स) दरम्यान संभाव्य फरक घडण्याच्या घटनेवर आधारित आहे. इलेक्ट्रोलाइट गरम झाल्यावर उद्भवते, जेव्हा ऑक्सिजन आयन वायुमंडलीय हवा आणि एक्झॉस्ट वायूमधून त्यामधून जातात. सेन्सर इलेक्ट्रोडवरील व्होल्टेज एक्झॉस्ट गॅसेसमधील ऑक्सिजन एकाग्रतेवर अवलंबून असतो. ते जितके जास्त असेल तितके व्होल्टेज कमी असेल. ऑक्सिजन सेन्सर सिग्नल व्होल्टेज श्रेणी 100 ते 900 एमव्ही आहे. सिग्नलला साइनसॉइडल आकार असतो, ज्यामध्ये तीन विभागांमध्ये फरक केला जातो: 100 ते 450 एमव्ही पर्यंत - दुबला मिश्रण, 450 ते 900 एमव्ही पर्यंत - समृद्ध मिश्रण, 450 एमव्ही वायु-इंधन मिश्रणाच्या स्टोचिओमेट्रिक रचनाशी संबंधित आहे.
ऑक्सीजन स्त्रोत आणि त्यातील खराबी
लँबडा प्रोब सर्वात वेगाने थकलेल्या सेन्सरपैकी एक आहे. हे एक्झॉस्ट वायूंच्या सतत संपर्कात राहते आणि त्याचे स्रोत थेट इंधनाची गुणवत्ता आणि इंजिनच्या सेवाक्षमतेवर अवलंबून असते या वस्तुस्थितीमुळे होते. उदाहरणार्थ, झिरकोनियम ऑक्सिजन टाकीचे सुमारे 70-130 हजार किलोमीटर संसाधन आहे.
ओबीडी -२ ऑन-बोर्ड डायग्नोस्टिक्स सिस्टमद्वारे दोन्ही ऑक्सिजन सेन्सर (अप्पर आणि लोअर) चे परीक्षण केले जात आहे, जर त्यापैकी काही अयशस्वी झाले तर संबंधित त्रुटी नोंदविली जाईल आणि इन्स्ट्रुमेंट पॅनेलवरील “चेक इंजिन” निर्देशक दिवा. प्रकाश होईल. या प्रकरणात, आपण एक विशेष निदान स्कॅनर वापरुन एखाद्या खराबीचे निदान करू शकता. बजेट पर्यायांमधून आपण स्कॅन टूल प्रो ब्लॅक एडिशनकडे लक्ष दिले पाहिजे.
कोरियन बनवलेले हे स्कॅनर त्याच्या उच्च बिल्ड गुणवत्तेच्या अ‍ॅनालॉग्सपेक्षा आणि कारच्या सर्व घटकांचे आणि असेंब्लीचे निदान करण्याची क्षमता आणि केवळ इंजिनपेक्षा वेगळे आहे. तो रिअल टाइममध्ये सर्व सेन्सर (ऑक्सिजन सहित) च्या रीडिंगचा मागोवा घेण्यास सक्षम आहे. स्कॅनर सर्व लोकप्रिय डायग्नोस्टिक प्रोग्रामसह सुसंगत आहे आणि परवानगी असलेल्या व्होल्टेज मूल्यांना जाणून घेतल्यास आपण सेन्सरच्या आरोग्याचा न्याय करू शकता.
ऑक्सिजन सेन्सर योग्यरित्या कार्य करीत असताना, सिग्नलचे वैशिष्ट्य नियमित सायनुसॉइड असते, 8 सेकंदात कमीतकमी 10 वेळा स्विचिंग वारंवारता दर्शवते. जर सेन्सर ऑर्डरच्या बाहेर नसेल तर सिग्नलचा आकार संदर्भात भिन्न असेल किंवा मिश्रण रचनातील बदलास त्याची प्रतिक्रिया लक्षणीय हळू होईल.
ऑक्सिजन सेन्सरची मुख्य बिघाड:
- ऑपरेशन दरम्यान परिधान (सेन्सर “वृद्धत्व”);
- हीटिंग एलिमेंटचे ओपन सर्किट;
- प्रदूषण.
सेन्सरच्या ऑपरेटिंग एरियामध्ये निम्न-गुणवत्तेची इंधन वापरणे, ओव्हरहाटिंग, विविध .डिटिव्ह्जची भर घालणे, तेले आणि साफसफाई एजंट्सचा वापर यामुळे या सर्व प्रकारच्या समस्या उद्भवू शकतात.
ऑक्सिनेटर खराबीची चिन्हे:
- डॅशबोर्डवरील मालफंक्शन चेतावणी प्रकाश संकेत.
- शक्ती कमी होणे.
- गॅस पेडलला खराब प्रतिसाद.
- खडबडीत इंजिन सुस्त.
लॅम्बडा प्रोबचे प्रकार
झिरकोनिया व्यतिरिक्त, टायटॅनियम आणि ब्रॉडबँड ऑक्सिजन सेन्सर देखील वापरले जातात.
- टायटॅनियम. या प्रकारच्या ऑक्सीजनमध्ये टायटॅनियम डायऑक्साइड संवेदनशील घटक असतो. अशा सेन्सरचे ऑपरेटिंग तापमान 700 ° से होते. टायटॅनियम लेम्बडा प्रोबला वायुमंडलीय हवेची आवश्यकता नसते, कारण त्यांचे ऑपरेशनचे सिद्धांत निकासातील ऑक्सिजनच्या एकाग्रतेवर अवलंबून आउटपुट व्होल्टेजमधील बदलांवर आधारित असते.
- ब्रॉडबँड लॅम्बडा प्रोब एक सुधारित मॉडेल आहे. यात चक्रीवादळ सेन्सर आणि पंपिंग घटक असतो. प्रथम एक्झॉस्ट गॅसमध्ये ऑक्सिजनची एकाग्रता मोजते, संभाव्य फरकमुळे व्होल्टेजची नोंद होते. पुढे, वाचनाची तुलना संदर्भ मूल्याशी (450 एमव्ही) केली जाते आणि विचलनाच्या प्रसंगी, एक करंट लागू केला जातो, ज्यामुळे निकासातून ऑक्सिजन आयनचे इंजेक्शन भडकले. जोपर्यंत व्होल्टेज दिलेल्या पर्यंत समान होत नाही तोपर्यंत हे घडते.
लॅम्बडा प्रोब इंजिन मॅनेजमेंट सिस्टमचा एक अतिशय महत्वाचा घटक आहे आणि त्याची खराबी यामुळे वाहन चालविण्यास अडचणी उद्भवू शकते आणि इंजिनच्या उर्वरित भागाचा वाढता त्रास होऊ शकतो. आणि त्याची दुरुस्ती करता येत नसल्याने ती त्वरित नवीन जागेने बदलली पाहिजे.
