Che ruolo svolge l'elemento di riscaldamento del sensore di ossigeno in un motore di auto?

ILElemento di riscaldamento del sensore di ossigeno, un componente indispensabile in un motore dell'auto, è diventato sempre più importante con le normative ambientali sempre più rigorose e l'uso diffuso dei motori elettronici di iniezione di carburante. Non ha solo un impatto diretto sulle prestazioni e sulle emissioni del motore automobilistico, ma è anche l'unico sensore "intelligente" nel sistema di iniezione elettronica del carburante.

Durante la guida, a volte scopriremo che un'icona si illumina improvvisamente sul cruscotto del motore dell'auto, che sembra un motore con un segno esclamativo. Gli amici che hanno familiarità con le auto sanno che questa è la luce di auto-test di autotest del motore. Quando l'auto viene avviata, se questa luce di guasto continua a illuminarsi, è probabile che una parte del motore abbia un problema.

La luce di guasto del motore è spesso correlata al motoreElemento di riscaldamento del sensore di ossigeno. Per i veicoli che sono stati utilizzati a lungo, l'illuminazione continua di questa luce di guasto è spesso correlata a problemi con il sensore di ossigeno del motore. Successivamente, daremo un'occhiata più da vicino a questo sensore di ossigeno che è strettamente collegato al motore dell'auto.

Riflettendo la concentrazione di ossigeno nei gas di scarico e inviando segnali di feedback all'ECU, l'elemento di riscaldamento del sensore di ossigeno aiuta la ECU a determinare il rapporto al combustibile d'aria, controllando così accuratamente il tempo di iniezione. Allo stesso tempo, può anche compensare l'errore del rapporto aereo causato dall'usura meccanica e garantire che l'efficienza della combustione e le emissioni di scarico soddisfino gli standard.

Il principio di lavoro delElemento di riscaldamento del sensore di ossigeno, Un componente chiave nel motore automobilistico, si basa sul principio di Nernst. La sua parte centrale è un tubo ceramico poroso ZRO2, che funge da elettrolita solido e ha elettrodi porosi porosi (PT) sinterizzati su entrambi i lati. In determinate condizioni di temperatura, a causa della differenza nella concentrazione di ossigeno su entrambi i lati, le molecole di ossigeno sul lato ad alta concentrazione si combinano con gli elettroni sull'elettrodo di platino per formare ioni di ossigeno O2-, rendendo l'elettrodo caricato positivamente. Questi o2-ioni migrano quindi sul lato della concentrazione a basso ossigeno, cioè il lato del gas di scarico, attraverso i posti vacanti a ioni di ossigeno nell'elettrolita, rendendo l'elettrodo caricato negativamente, generando così una potenziale differenza. Inoltre, maggiore è la differenza di concentrazione, maggiore è la differenza potenziale.

Nelle applicazioni reali, il contenuto di ossigeno nell'atmosfera è di circa il 21%. Il gas di scarico prodotto bruciando una miscela ricca contiene quasi nessun ossigeno, mentre il gas di scarico prodotto bruciando una miscela magra o a causa di un errore contiene più ossigeno, ma il contenuto di ossigeno in questi gas di scarico è ancora inferiore al contenuto di ossigeno nell'atmosfera. Sotto l'azione catalitica di alta temperatura e platino, gli ioni di ossigeno caricati negativamente vengono adsorbiti sulle superfici interne ed esterne del manicotto di ossido di zirconio. Poiché c'è più ossigeno nell'atmosfera che nel gas di scarico, il lato della manica collegata all'atmosfera assorberà ioni più negativi, con conseguente differenza di concentrazione ionica su entrambi i lati, che a sua volta genera una forza elettromotrice.

Quando la concentrazione di ossigeno sul lato di scarico della manica è bassa, viene generato un segnale ad alta tensione (0,6 ~ 1 V) tra gli elettrodi e questo segnale viene inviato all'ECU per l'amplificazione. La ECU la giudicherà come una miscela ricca basata su questo segnale ad alta tensione, mentre un segnale a bassa tensione rappresenta una miscela magra. Sulla base del segnale di tensione del sensore di ossigeno, il computer farà del suo meglio per mantenere il rapporto teorico ottimale di alimentazione dell'aria di 14,7: 1 e regolarlo diluendo o arricchendo la miscela.

Pertanto, l'elemento di riscaldamento del sensore di ossigeno è un componente chiave della misurazione del carburante controllata elettronicamente. Deve trovarsi in un ambiente ad alta temperatura (la temperatura finale raggiunge più di 300 ° C) per esercitare completamente le sue caratteristiche e i segnali di tensione di uscita. A circa 800 ° C, il sensore di ossigeno è più sensibile alle variazioni del gas misto e a basse temperature, le sue caratteristiche cambieranno in modo significativo.

Oltre ai motori automobilistici, l'elemento di riscaldamento del sensore di ossigeno è anche ampiamente utilizzato in vari forni, come la combustione del carbone, la combustione del petrolio, la combustione del gas, ecc. Con la sua struttura semplice, la risposta rapida, la facile manutenzione e l'uso accurato, è diventata una scelta ideale per la misurazione della composizione del gas di combustione, che aiuta a migliorare la qualità del prodotto, i cicli di produzione shorten e l'energia di salvataggio. Ha un ruolo importante in molti settori come petrolio, chimica, carbone, metallurgia, fabbricazione di carta, protezione antincendio, amministrazione municipale e monitoraggio delle emissioni di gas.