Автомобильный кислородный датчик.
Кислородный датчик в автомобиле является ключевым датчиком обратной связи в системе управления двигателем с электронным впрыском топлива (EFI) и играет важную роль в контроле выбросов выхлопных газов автомобиля, снижении загрязнения окружающей среды и улучшении качества сгорания топлива в двигателе.
Существует два типа датчиков кислорода: диоксид циркония и диоксид титана.
Датчик кислорода — это устройство, использующее чувствительные керамические элементы для измерения кислородного потенциала в различных нагревательных печах или выхлопных трубах, рассчитывающее соответствующую концентрацию кислорода на основе принципа химического баланса, для контроля и регулирования соотношения воздуха и топлива при горении в печи, обеспечения качества продукции и соответствия стандартам выбросов выхлопных газов. Широко используется для контроля атмосферы в печах при сжигании угля, нефти, газа и других видов топлива.
Кислородный датчик используется для электронного управления системой обратной связи топливно-распределительного устройства с целью определения концентрации кислорода в отработавших газах и плотности воздушно-топливного соотношения, контроля теоретического соотношения воздуха и топлива (14,7:1) при сгорании в двигателе и передачи сигналов обратной связи на бортовой компьютер.
Принцип работы
Датчик кислорода работает аналогично батарее, при этом элемент диоксид циркония в датчике выступает в качестве электролита. Основной принцип работы таков: при определенных условиях (высокая температура и платиновый катализ) разница концентраций кислорода внутри и снаружи оксида Хао используется для создания разности потенциалов, и чем больше разница концентраций, тем больше разность потенциалов. Содержание кислорода в атмосфере составляет 21%, выхлопные газы после концентрированного сгорания фактически не содержат кислорода, а выхлопные газы, образующиеся после сгорания разбавленной смеси или выхлопные газы, образующиеся при отсутствии огня, содержат больше кислорода, но все же значительно меньше, чем кислород в атмосфере.
Под действием высокотемпературного катализа и платины кислород, связанный с кислородным датчиком, расходуется, в результате чего генерируется разность напряжений. Выходное напряжение концентрированной смеси приближается к 1 В, а разбавленной — к 0 В. На основе сигнала напряжения кислородного датчика регулируется соотношение воздуха и топлива для настройки ширины импульса впрыска топлива, поэтому электронное управление кислородным датчиком является ключевым датчиком для дозирования топлива. Кислородный датчик может быть полностью охарактеризован только при высоких температурах (в конечном итоге более 300 °C) и способен выдавать напряжение. Наиболее быстрая реакция на изменения в смеси наблюдается при температуре около 800 °C.
Советы
Кислородный датчик на основе диоксида циркония отражает изменение концентрации горючей смеси посредством изменения напряжения, а кислородный датчик на основе диоксида титана отражает изменение горючей смеси посредством изменения сопротивления. Электронная система управления, использующая кислородный датчик на основе диоксида циркония, не может контролировать фактическое соотношение воздуха и топлива, близкое к теоретическому, при ухудшении условий работы двигателя, в то время как кислородный датчик на основе диоксида титана также может контролировать фактическое соотношение воздуха и топлива, близкое к теоретическому, при ухудшении условий работы двигателя.
Объем впрыска (ширина импульса впрыска), корректируемый блоком управления в течение короткого промежутка времени в соответствии с сигналом кислородного датчика, называется кратковременной коррекцией топлива и регулируется выходным напряжением кислородного датчика.
Долгосрочная поправка на расход топлива — это значение, определяемое путем модификации блоком управления структуры рабочих данных в соответствии с изменением коэффициента краткосрочной поправки на расход топлива.
Распространенная неисправность
При выходе из строя кислородного датчика компьютер электронной системы впрыска топлива не может получать информацию о концентрации кислорода в выхлопной трубе, поэтому он не может осуществлять обратную связь по регулированию соотношения воздуха и топлива, что приведет к увеличению расхода топлива двигателем и загрязнения выхлопных газов, а также к нестабильной работе двигателя на холостом ходу, отсутствию искры, рывкам и другим неисправностям. Поэтому неисправность необходимо своевременно устранить или заменить [1].
Ошибка отравления
Отравление кислородного датчика — частая и труднопредотвратимая поломка, особенно при частом использовании автомобилей, работающих на этилированном бензине, когда даже новый кислородный датчик может прослужить всего несколько тысяч километров. Если это лишь незначительное отравление свинцом, то использование бака с неэтилированным бензином может удалить свинец с поверхности кислородного датчика и вернуть его в нормальное рабочее состояние. Однако часто из-за высокой температуры выхлопных газов свинец проникает внутрь датчика, препятствуя диффузии ионов кислорода, что делает кислородный датчик неэффективным, и в этом случае его приходится заменять.
Кроме того, отравление кислородных датчиков кремнием также является распространенным явлением. Как правило, кремний, образующийся после сгорания соединений кремния, содержащихся в бензине и смазочном масле, а также кремниевый газ, выделяющийся при неправильном использовании силиконовых уплотнительных прокладок, приводят к выходу из строя кислородного датчика, поэтому следует использовать топливо и смазочное масло хорошего качества.
При ремонте необходимо правильно подобрать и установить резиновые прокладки, не использовать растворители и антипригарные средства, кроме тех, которые указаны производителем на датчике, и т. д. Из-за плохого сгорания в двигателе на поверхности кислородного датчика образуются углеродные отложения, или внутрь датчика попадает масло, пыль и другие отложения, которые препятствуют или блокируют поступление наружного воздуха внутрь датчика, в результате чего выходной сигнал кислородного датчика сбивается. ЭБУ не может своевременно скорректировать соотношение воздуха и топлива. Образование углеродных отложений в основном проявляется в увеличении расхода топлива и значительном увеличении концентрации вредных веществ в выхлопных газах. В этом случае, если отложения будут удалены, работа двигателя вернется в нормальное русло.
Растрескивание керамики
Керамика кислородного датчика твердая и хрупкая, и удары твердыми предметами или сильный поток воздуха могут привести к ее разрушению и выходу из строя. Поэтому при устранении неполадок необходимо проявлять особую осторожность и своевременно заменять датчик.
Блоковая проволока сгорела.
Нагревательный резисторный провод сгорел. В случае нагреваемого кислородного датчика, если нагревательный резистор сгорел, датчику будет трудно достичь нормальной рабочей температуры, и он потеряет свою работоспособность.
Разъединение линии
Внутренняя цепь датчика кислорода разомкнута.
Метод контроля
Проверка сопротивления нагревателя
Отсоедините штекер жгута проводов кислородного датчика и с помощью мультиметра измерьте сопротивление между контактом нагревателя и контактом клеммы кислородного датчика. Значение сопротивления составляет 4-40 Ом (см. инструкцию к конкретной модели). Если оно не соответствует стандарту, замените кислородный датчик.
Измерение напряжения обратной связи
При измерении напряжения обратной связи кислородного датчика необходимо отсоединить разъем жгута проводов кислородного датчика, отсоединить тонкий провод от выходного контакта датчика обратной связи в соответствии со схемой модели и затем подключить его к разъему жгута проводов. Напряжение обратной связи можно измерять по проводу во время работы двигателя (в некоторых моделях также можно измерять напряжение обратной связи кислородного датчика через разъем диагностики неисправностей). Например, в ряде автомобилей, выпускаемых компанией Toyota Motor Company, напряжение обратной связи кислородного датчика можно измерять непосредственно с клемм OX1 или OX2 в разъеме диагностики неисправностей.
При измерении напряжения обратной связи кислородного датчика лучше всего использовать стрелочный мультиметр с низким диапазоном (обычно 2 В) и высоким импедансом (внутреннее сопротивление более 10 МОм). Конкретные методы измерения следующие:
1. Доведите двигатель до нормальной рабочей температуры (или дайте ему поработать на скорости 2500 об/мин в течение 2 минут после запуска);
2. Подключите отрицательный контакт щупа мультиметра к контакту E1 или отрицательному электроду батареи в разъеме для обнаружения неисправностей, а положительный контакт — к разъему OX1 или OX2 в разъеме для обнаружения неисправностей или к отметке | на разъеме жгута проводов кислородного датчика.
3. Дайте двигателю продолжать работать со скоростью около 2500 об/мин и проверьте, может ли стрелка вольтметра колебаться между 0 и 1 В, и запишите количество колебаний стрелки вольтметра в течение 10 секунд. В нормальных условиях, по мере развития обратной связи, напряжение обратной связи кислородного датчика будет постоянно изменяться выше и ниже 0,45 В, и напряжение обратной связи должно изменяться не менее 8 раз в течение 10 секунд.
Если значение меньше 8, это означает, что кислородный датчик или система обратной связи работают неправильно, что может быть вызвано накоплением нагара на поверхности кислородного датчика, из-за чего снижается его чувствительность. Для этого следует запустить двигатель на 2500 об/мин примерно на 2 минуты, чтобы удалить нагар с поверхности кислородного датчика, а затем проверить напряжение обратной связи. Если стрелка вольтметра продолжает медленно меняться после удаления нагара, это указывает на повреждение кислородного датчика или неисправность цепи обратной связи компьютера.
4. Осмотр внешнего вида и цвета кислородного датчика.
Снимите кислородный датчик с выхлопной трубы и проверьте, не заблокировано ли вентиляционное отверстие на корпусе датчика и не поврежден ли керамический сердечник. В случае повреждения замените кислородный датчик.
Неисправности также можно определить, наблюдая за цветом верхней части кислородного датчика:
1. Светло-серый верх: это обычный цвет датчика кислорода;
2. Белая верхняя часть: вызвано загрязнением кремнием, в этом случае необходимо заменить кислородный датчик;
3. Коричневая верхняя часть (как показано на рисунке 1): вызвана загрязнением свинцом; в случае серьезной проблемы необходимо также заменить кислородный датчик;
(4) Черный налет: вызван отложением углерода. После устранения неисправности, связанной с отложением углерода в двигателе, отложения углерода на кислородном датчике, как правило, удаляются автоматически.
Если хотите узнать больше, продолжайте читать другие статьи на этом сайте!
Пожалуйста, позвоните нам, если вам нужны такие товары.
Чжуо Мэн Шанхайская автомобильная компания, ОООМы стремимся продавать автозапчасти MG и MAUXS. Добро пожаловать!купить.
