Sensor de oxigênio para automóvel.
O sensor de oxigênio automotivo é o principal sensor de feedback no sistema de controle do motor EFI e é a parte principal para controlar as emissões de escapamento do automóvel, reduzir a poluição ambiental do automóvel e melhorar a qualidade da combustão do combustível do motor do automóvel.
Existem dois tipos de sensores de oxigênio, zircônia e dióxido de titânio.
Sensor de oxigênio é o uso de elementos sensíveis de cerâmica para medir o potencial de oxigênio em vários fornos de aquecimento ou tubos de exaustão, calcular a concentração de oxigênio correspondente pelo princípio do equilíbrio químico, para monitorar e controlar a relação ar-combustível de combustão no forno, para garantir qualidade do produto e padrões de emissão de gases de escape de elementos de medição, amplamente utilizados em todos os tipos de combustão de carvão, combustão de óleo, combustão de gás e outros controles de atmosfera de forno.
O sensor de oxigênio é usado para controlar eletronicamente o sistema de controle de feedback do dispositivo de injeção de combustível para detectar a concentração de oxigênio nos gases de escape e a densidade da relação ar-combustível, para monitorar a combustão teórica da relação ar-combustível (14,7:1). no motor e para enviar sinais de feedback ao computador.
Princípio de funcionamento
O sensor de oxigênio funciona de forma semelhante a uma bateria, com o elemento zircônia no sensor agindo como um eletrólito. O princípio básico de funcionamento é: sob certas condições (alta temperatura e catálise de platina), a diferença de concentração de oxigênio entre o interior e o exterior do óxido Hao é usada para gerar uma diferença de potencial, e quanto maior a diferença de concentração, maior a diferença de potencial . O teor de oxigênio na atmosfera é de 21%, os gases de exaustão após a combustão concentrada na verdade não contêm oxigênio, e os gases de exaustão gerados após a combustão da mistura diluída ou os gases de exaustão gerados pela falta de fogo contêm mais oxigênio, mas ainda é muito menos que o oxigênio na atmosfera.
Sob a catálise de alta temperatura e platina, o oxigênio ligado ao sensor de oxigênio é consumido, então a diferença de tensão é gerada, a tensão de saída da mistura concentrada é próxima de 1V e a mistura diluída é próxima de 0V. De acordo com o sinal de tensão do sensor de oxigênio, a relação ar-combustível é controlada para ajustar a largura do pulso de injeção de combustível, de modo que o controle eletrônico do sensor de oxigênio é o sensor chave para medição de combustível. O sensor de oxigênio só pode ser totalmente caracterizado em altas temperaturas (a extremidade atinge mais de 300 ° C) e pode emitir tensão. Ele responde mais rapidamente às mudanças na mistura a cerca de 800°C.
Pontas
O sensor de oxigênio de dióxido de zircônio reflete a mudança na concentração da mistura combustível através da mudança de tensão, e o sensor de oxigênio de dióxido de titânio reflete a mudança na mistura combustível através da mudança de resistência. O sistema de controle eletrônico usando o sensor de oxigênio de zircônia não pode controlar a relação ar-combustível real perto da relação ar-combustível teórica quando a condição de funcionamento do motor se deteriora, enquanto o sensor de oxigênio de dióxido de titânio também pode controlar a relação ar-combustível real perto da teórica relação ar-combustível quando as condições de funcionamento do motor se deterioram.
O volume de injeção (largura de pulso de injeção) ajustado pela unidade de controle em um curto período de tempo de acordo com o sinal do sensor de oxigênio é chamado de correção de combustível de curto prazo, que é controlada pela tensão de saída do sensor de oxigênio.
A correção de combustível de longo prazo é o valor determinado pela modificação da estrutura de dados operacionais da unidade de controle de acordo com a alteração do coeficiente de correção de combustível de curto prazo.
Falha comum
Uma vez que o sensor de oxigênio falha, o computador do sistema de injeção eletrônica de combustível não consegue obter as informações da concentração de oxigênio no tubo de escape, portanto não pode controlar a relação ar-combustível, o que aumentará o consumo de combustível do motor e a poluição do escapamento, e o motor parecerá velocidade de marcha lenta instável, falta de fogo, surto e outros fenômenos de falha. Portanto, a falha deve ser removida ou substituída em tempo hábil [1].
Culpa de envenenamento
O envenenamento do sensor de oxigênio é uma falha frequente e difícil de evitar, especialmente o uso frequente de carros a gasolina com chumbo, mesmo o novo sensor de oxigênio, só pode funcionar alguns milhares de quilômetros. Se for apenas um pequeno envenenamento por chumbo, o uso de um tanque de gasolina sem chumbo pode eliminar o chumbo na superfície do sensor de oxigênio e retorná-lo à operação normal. Porém, muitas vezes devido à alta temperatura de exaustão, o chumbo penetra em seu interior, dificultando a difusão dos íons de oxigênio, tornando o sensor de oxigênio ineficaz, momento em que ele só pode ser substituído.
Além disso, o envenenamento por silício de sensores de oxigênio também é uma ocorrência comum. Em geral, a sílica gerada após a combustão dos compostos de silício contidos na gasolina e no óleo lubrificante, e o gás de silicone emitido pelo uso indevido das juntas de vedação de borracha de silicone farão com que o sensor de oxigênio falhe, portanto, combustível e óleo lubrificante de boa qualidade devem ser usados .
Ao reparar, é necessário selecionar e instalar corretamente as juntas de borracha, não aplicar solventes e agentes antiaderentes diferentes dos especificados pelo fabricante no sensor, etc. o sensor de oxigênio, ou óleo ou poeira e outros sedimentos entram no sensor de oxigênio, o que impedirá ou bloqueará o ar externo no interior do sensor de oxigênio, de modo que o sinal de saída do sensor de oxigênio fique desalinhado. A ECU não consegue corrigir a relação ar-combustível a tempo. A produção de depósitos de carbono manifesta-se principalmente como um aumento no consumo de combustível e um aumento significativo na concentração de emissões. Neste momento, se o sedimento for retirado, ele retornará ao funcionamento normal.
Rachaduras cerâmicas
A cerâmica do sensor de oxigênio é dura e quebradiça, e bater com objetos duros ou soprar com forte fluxo de ar pode fazer com que ele desmorone e falhe. Portanto, é necessário ter um cuidado especial ao lidar com os problemas e substituí-los a tempo.
O fio do bloco está queimado
O fio de resistência do aquecedor está queimado. Para o sensor de oxigênio aquecido, se o fio de resistência do aquecedor estiver queimado, é difícil fazer com que o sensor atinja a temperatura normal de trabalho e perca sua função.
Desconexão de linha
O circuito interno do sensor de oxigênio está desconectado.
Método de inspeção
Verificação da resistência do aquecedor
Remova o plugue do chicote do sensor de oxigênio e use um multímetro para medir a resistência entre o pólo do aquecedor e o pólo de ferro no terminal do sensor de oxigênio. O valor da resistência é 4-40Ω (consulte as instruções do modelo específico). Se não atender ao padrão, substitua o sensor de oxigênio.
Medição da tensão de feedback
Ao medir a tensão de feedback do sensor de oxigênio, o plugue do chicote do sensor de oxigênio deve ser desconectado e um fio fino deve ser retirado do terminal de saída da tensão de feedback do sensor de oxigênio de acordo com o diagrama de circuito do modelo, e em seguida, conecte o plugue do chicote. A tensão de feedback pode ser medida a partir da linha de chumbo durante a operação do motor (alguns modelos também podem medir a tensão de feedback do sensor de oxigênio a partir do soquete de detecção de falhas). Por exemplo, uma série de carros produzidos pela Toyota Motor Company pode medir a tensão de feedback do sensor de oxigênio diretamente dos terminais OX1 ou OX2 no soquete de detecção de falhas).
Ao medir a tensão de feedback do sensor de oxigênio, é melhor usar um multímetro tipo ponteiro com faixa baixa (geralmente 2V) e alta impedância (resistência interna maior que 10MΩ). Os métodos de detecção específicos são os seguintes:
1. Deixe o motor quente até a temperatura normal de trabalho (ou deixe-o funcionar a 2500 r/min após a partida por 2 minutos);
2. Conecte a caneta negativa da parada de tensão do multímetro a E1 ou o eletrodo negativo da bateria no soquete de detecção de falhas, e a caneta positiva ao conector OX1 ou OX2 no soquete de detecção de falhas, ou ao número | no plugue do chicote elétrico do sensor de oxigênio.
3, deixe o motor continuar funcionando a uma velocidade de cerca de 2500r/min e verifique se o ponteiro do voltímetro pode oscilar para frente e para trás entre 0-1V e registre o número de oscilações do ponteiro do voltímetro em 10s. Em circunstâncias normais, com o progresso do controle de feedback, a tensão de feedback do sensor de oxigênio mudará constantemente acima e abaixo de 0,45 V, e a tensão de feedback não deve mudar menos que 8 vezes em 10s.
Se for inferior a 8 vezes, significa que o sensor de oxigênio ou sistema de controle de feedback não está funcionando corretamente, o que pode ser causado pelo acúmulo de carbono na superfície do sensor de oxigênio, fazendo com que a sensibilidade seja reduzida. Para esse fim, o motor deve funcionar a 2.500 r/min por cerca de 2 minutos para remover depósitos de carbono na superfície do sensor de oxigênio e, em seguida, verificar a tensão de feedback. Se o ponteiro do voltímetro ainda estiver mudando lentamente após a remoção do carvão, isso indica que o sensor de oxigênio está danificado ou que o circuito de controle de feedback do computador está com defeito.
4, inspeção de cores de aparência do sensor de oxigênio
Remova o sensor de oxigênio do tubo de escape e verifique se o orifício de ventilação na caixa do sensor está bloqueado e se o núcleo cerâmico está danificado. Se estiver danificado, substitua o sensor de oxigênio.
As falhas também podem ser determinadas observando a cor da parte superior do sensor de oxigênio:
1, parte superior cinza claro: esta é a cor normal do sensor de oxigênio;
2, parte superior branca: causada pela poluição do silício, o sensor de oxigênio deve ser substituído neste momento;
3, parte superior marrom (conforme mostrado na Figura 1): causada pela poluição por chumbo, se for grave, também deve substituir o sensor de oxigênio;
(4) Parte superior preta: causada pela deposição de carbono, após eliminar a falha de deposição de carbono do motor, a deposição de carbono no sensor de oxigênio geralmente pode ser removida automaticamente.
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