องค์ประกอบความร้อนเซ็นเซอร์ออกซิเจนมีบทบาทอย่างไรในเครื่องยนต์รถยนต์?

ที่องค์ประกอบความร้อนเซ็นเซอร์ออกซิเจนส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ในเครื่องยนต์รถยนต์มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ ด้วยกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้นและการใช้เครื่องยนต์ฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์อย่างกว้างขวาง ไม่เพียง แต่มีผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพและการปล่อยของเครื่องยนต์รถยนต์ แต่ยังเป็นเซ็นเซอร์ "อัจฉริยะ" เพียงตัวเดียวในระบบฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์

ในระหว่างการขับขี่บางครั้งเราจะพบว่าไอคอนก็สว่างขึ้นบนแผงหน้าปัดเครื่องยนต์ของรถซึ่งดูเหมือนเครื่องยนต์ที่มีเครื่องหมายอัศเจรีย์ เพื่อนที่คุ้นเคยกับรถยนต์รู้ว่านี่เป็นไฟความผิดพลาดในการทดสอบตัวเอง เมื่อรถเริ่มต้นขึ้นหากไฟความผิดพลาดนี้สว่างขึ้นอย่างต่อเนื่องอาจเป็นไปได้ว่าส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์มีปัญหา

ไฟความผิดพลาดของเครื่องยนต์มักเกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์องค์ประกอบความร้อนเซ็นเซอร์ออกซิเจน- สำหรับยานพาหนะที่ใช้มาเป็นเวลานานแสงอย่างต่อเนื่องของแสงความผิดปกตินี้มักจะเกี่ยวข้องกับปัญหากับเซ็นเซอร์ออกซิเจนเครื่องยนต์ ต่อไปเราจะดูเซ็นเซอร์ออกซิเจนนี้อย่างใกล้ชิดซึ่งเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดกับเครื่องยนต์รถยนต์

โดยการตรวจจับความเข้มข้นของออกซิเจนในก๊าซไอเสียและส่งสัญญาณตอบรับไปยัง ECU องค์ประกอบความร้อนเซ็นเซอร์ออกซิเจนช่วยให้ ECU กำหนดอัตราส่วนเชื้อเพลิงอากาศซึ่งควบคุมเวลาการฉีดได้อย่างแม่นยำ ในขณะเดียวกันก็สามารถชดเชยข้อผิดพลาดในอัตราส่วนเชื้อเพลิงอากาศที่เกิดจากการสึกหรอเชิงกลและตรวจสอบให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพการเผาไหม้และการปล่อยไอเสียเป็นไปตามมาตรฐาน

หลักการทำงานขององค์ประกอบความร้อนเซ็นเซอร์ออกซิเจนส่วนประกอบสำคัญในเอ็นจิ้นรถยนต์นั้นขึ้นอยู่กับหลักการของ Nernst ส่วนหลักของมันคือท่อเซรามิก ZRO2 ที่มีรูพรุนซึ่งทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งและมีขั้วไฟฟ้าทองคำขาว (PT) ที่ถูกเผาทั้งสองด้าน ภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่แน่นอนเนื่องจากความแตกต่างของความเข้มข้นของออกซิเจนทั้งสองด้านโมเลกุลออกซิเจนที่ด้านความเข้มข้นสูงจะรวมกับอิเล็กตรอนบนอิเล็กโทรดทองคำขาวเพื่อสร้างไอออนออกซิเจน O2- ทำให้อิเล็กโทรดประจุบวก O2- ไอออนเหล่านี้จะย้ายไปยังด้านความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำนั่นคือด้านก๊าซไอเสียผ่านช่องว่างของออกซิเจนไอออนในอิเล็กโทรไลต์ทำให้อิเล็กโทรดประจุลบซึ่งสร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นยิ่งความแตกต่างของความเข้มข้นมากเท่าไหร่ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ในการใช้งานจริงปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศประมาณ 21% ก๊าซไอเสียที่เกิดจากการเผาส่วนผสมที่อุดมไปด้วยไม่มีออกซิเจนในขณะที่ก๊าซไอเสียที่เกิดจากการเผาผลาญส่วนผสมที่ไม่ติดมันหรือเนื่องจากไฟที่มีออกซิเจนมีออกซิเจนมากขึ้น แต่ปริมาณออกซิเจนในก๊าซไอเสียเหล่านี้ยังต่ำกว่าปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ภายใต้การดำเนินการเร่งปฏิกิริยาของอุณหภูมิสูงและทองคำขาวไอออนออกซิเจนที่มีประจุลบจะถูกดูดซับบนพื้นผิวด้านในและด้านนอกของแขนเสื้อเซอร์โคเนียมออกไซด์ เนื่องจากมีออกซิเจนในชั้นบรรยากาศมากกว่าในก๊าซไอเสียด้านข้างของแขนเสื้อที่เชื่อมต่อกับชั้นบรรยากาศจะดูดซับไอออนเชิงลบมากขึ้นทำให้เกิดความเข้มข้นของความเข้มข้นของไอออนทั้งสองด้านซึ่งจะสร้างแรงไฟฟ้า

เมื่อความเข้มข้นของออกซิเจนที่ด้านไอเสียของแขนเสื้อต่ำสัญญาณแรงดันสูง (0.6 ~ 1V) จะถูกสร้างขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าและสัญญาณนี้จะถูกส่งไปยัง ECU เพื่อขยาย ECU จะตัดสินว่ามันเป็นส่วนผสมที่อุดมไปด้วยสัญญาณแรงดันสูงนี้ในขณะที่สัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำแสดงถึงส่วนผสมที่ไม่ติดมัน จากสัญญาณแรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ออกซิเจนคอมพิวเตอร์จะพยายามอย่างเต็มที่เพื่อรักษาอัตราส่วนเชื้อเพลิงอากาศที่ดีที่สุดในเชิงทฤษฎี 14.7: 1 และปรับด้วยการเจือจางหรือเพิ่มประสิทธิภาพส่วนผสม

ดังนั้นองค์ประกอบความร้อนของเซ็นเซอร์ออกซิเจนจึงเป็นองค์ประกอบสำคัญของการวัดเชื้อเพลิงที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ มันจะต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง (อุณหภูมิสิ้นสุดถึงมากกว่า 300 ° C) เพื่อออกแรงอย่างเต็มที่และสัญญาณแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุท ที่ประมาณ 800 ° C เซ็นเซอร์ออกซิเจนมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของก๊าซผสมมากที่สุดและที่อุณหภูมิต่ำลักษณะของมันจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ

นอกจากเครื่องยนต์รถยนต์แล้วองค์ประกอบความร้อนของเซ็นเซอร์ออกซิเจนยังใช้กันอย่างแพร่หลายในเตาเผาต่าง ๆ เช่นการเผาไหม้ถ่านหินการเผาไหม้น้ำมันการเผาไหม้ของก๊าซ ฯลฯ ด้วยโครงสร้างที่เรียบง่ายการตอบสนองอย่างรวดเร็วการบำรุงรักษาง่ายและการใช้งานที่แม่นยำ มันมีบทบาทสำคัญในหลายอุตสาหกรรมเช่นปิโตรเลียม, เคมี, ถ่านหิน, โลหะวิทยา, การทำกระดาษ, การป้องกันอัคคีภัย, การบริหารเทศบาลและการตรวจสอบการปล่อยก๊าซ