Phần tử gia nhiệt cảm biến oxy đóng vai trò gì trong động cơ xe hơi?

CácBộ phận làm nóng cảm biến oxy, một thành phần không thể thiếu trong động cơ xe hơi, ngày càng trở nên quan trọng với các quy định môi trường ngày càng nghiêm ngặt và việc sử dụng rộng rãi các động cơ phun nhiên liệu điện tử. Nó không chỉ có tác động trực tiếp đến hiệu suất và khí thải của động cơ xe, mà còn là cảm biến "thông minh" duy nhất trong hệ thống phun nhiên liệu điện tử.

Trong quá trình lái xe, đôi khi chúng ta sẽ thấy rằng một biểu tượng đột nhiên sáng lên trên bảng điều khiển động cơ xe hơi, trông giống như một động cơ có dấu chấm than. Những người bạn quen thuộc với xe hơi biết rằng đây là đèn lỗi tự kiểm tra động cơ. Khi xe được khởi động, nếu đèn lỗi này tiếp tục sáng, có khả năng một phần của động cơ có vấn đề.

Đèn lỗi động cơ thường liên quan đến động cơBộ phận làm nóng cảm biến oxy. Đối với các phương tiện đã được sử dụng trong một thời gian dài, ánh sáng liên tục của đèn lỗi này thường liên quan đến các vấn đề với cảm biến oxy động cơ. Tiếp theo, chúng tôi sẽ xem xét kỹ hơn về cảm biến oxy này được kết nối chặt chẽ với động cơ xe hơi.

Bằng cách phát hiện nồng độ oxy trong khí thải và gửi tín hiệu phản hồi đến ECU, phần tử làm nóng cảm biến oxy giúp ECU xác định tỷ lệ nhiên liệu không khí, do đó kiểm soát chính xác thời gian tiêm. Đồng thời, nó cũng có thể bù cho lỗi tỷ lệ nhiên liệu không khí do hao mòn cơ học và đảm bảo rằng hiệu quả đốt cháy và khí thải đáp ứng các tiêu chuẩn.

Nguyên tắc làm việc củaBộ phận làm nóng cảm biến oxy, một thành phần chính trong động cơ ô tô, dựa trên nguyên tắc NERNST. Phần cốt lõi của nó là một ống gốm ZRO2 xốp, đóng vai trò là chất điện phân rắn và có điện cực bạch kim xốp (PT) thiêu kết ở cả hai bên. Trong một số điều kiện nhiệt độ nhất định, do sự khác biệt về nồng độ oxy ở cả hai bên, các phân tử oxy ở phía trung tâm cao sẽ kết hợp với các electron trên điện cực bạch kim để tạo thành các ion oxy O2-, làm cho điện cực tích điện dương. Các ion O2 này sau đó di chuyển sang phía nồng độ oxy thấp, nghĩa là phía khí thải, thông qua các vị trí trống ion oxy trong chất điện phân, làm cho điện cực tích điện âm, do đó tạo ra sự khác biệt tiềm năng. Hơn nữa, sự khác biệt nồng độ càng lớn, sự khác biệt tiềm năng càng lớn.

Trong các ứng dụng thực tế, hàm lượng oxy trong khí quyển là khoảng 21%. Khí thải được tạo ra bằng cách đốt hỗn hợp phong phú chứa hầu như không có oxy, trong khi khí thải được tạo ra bằng cách đốt cháy hỗn hợp nạc hoặc do misfire chứa nhiều oxy hơn, nhưng hàm lượng oxy trong các khí thải này vẫn thấp hơn hàm lượng oxy trong khí quyển. Dưới tác động xúc tác của nhiệt độ cao và bạch kim, các ion oxy tích điện âm được hấp phụ trên các bề mặt bên trong và bên ngoài của tay áo oxit zirconium. Vì có nhiều oxy trong khí quyển hơn trong khí thải, mặt của tay áo được kết nối với khí quyển sẽ hấp phụ các ion âm hơn, dẫn đến chênh lệch nồng độ ion ở cả hai bên, từ đó tạo ra lực điện giải.

Khi nồng độ oxy ở phía ống xả của tay áo thấp, tín hiệu điện áp cao (0,6 ~ 1V) được tạo ra giữa các điện cực và tín hiệu này được gửi đến ECU để khuếch đại. ECU sẽ đánh giá nó là một hỗn hợp phong phú dựa trên tín hiệu điện áp cao này, trong khi tín hiệu điện áp thấp đại diện cho một hỗn hợp nạc. Dựa trên tín hiệu điện áp của cảm biến oxy, máy tính sẽ cố gắng hết sức để duy trì tỷ lệ nhiên liệu không khí tối ưu lý thuyết là 14,7: 1 và điều chỉnh nó bằng cách pha loãng hoặc làm phong phú hỗn hợp.

Do đó, phần tử làm nóng cảm biến oxy là một thành phần chính của đo nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử. Nó cần phải ở trong một môi trường nhiệt độ cao (nhiệt độ cuối đạt hơn 300 ° C) để phát huy hoàn toàn các đặc điểm và tín hiệu điện áp đầu ra của nó. Ở khoảng 800 ° C, cảm biến oxy nhạy cảm nhất với những thay đổi trong khí hỗn hợp và ở nhiệt độ thấp, đặc điểm của nó sẽ thay đổi đáng kể.

Ngoài động cơ ô tô, phần tử làm nóng cảm biến oxy cũng được sử dụng rộng rãi trong các lò khác nhau, chẳng hạn như đốt than, đốt dầu, đốt cháy khí, v.v. Nó đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như dầu mỏ, hóa chất, than đá, luyện kim, làm giấy, phòng cháy chữa cháy, quản lý thành phố và giám sát khí thải khí đốt.