Sauerstoffsensor für Autos.
Der Automobil-Sauerstoffsensor ist der wichtigste Rückkopplungssensor im EFI-Motorsteuerungssystem und das Schlüsselelement zur Kontrolle der Abgasemissionen von Automobilen, zur Reduzierung der Umweltverschmutzung durch Automobile und zur Verbesserung der Kraftstoffverbrennungsqualität von Automobilmotoren.
Es gibt zwei Arten von Sauerstoffsensoren: Zirkonoxid und Titandioxid.
Bei einem Sauerstoffsensor werden empfindliche Keramikelemente verwendet, um das Sauerstoffpotential in verschiedenen Heizöfen oder Abgasrohren zu messen, die entsprechende Sauerstoffkonzentration nach dem Prinzip des chemischen Gleichgewichts zu berechnen, das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Verbrennung im Ofen zu überwachen und zu steuern und sicherzustellen Produktqualitäts- und Abgasemissionsnormen von Messelementen, weit verbreitet bei allen Arten der Kohleverbrennung, Ölverbrennung, Gasverbrennung und anderen Ofenatmosphärenkontrollen.
Der Sauerstoffsensor wird zur elektronischen Steuerung des Rückkopplungssystems der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet, um die Sauerstoffkonzentration im Abgas und die Dichte des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu erfassen und das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (14,7:1) der Verbrennung zu überwachen im Motor und um Rückmeldungssignale an den Computer zu senden.
Funktionsprinzip
Der Sauerstoffsensor funktioniert ähnlich wie eine Batterie, wobei das Element Zirkonoxid im Sensor wie ein Elektrolyt wirkt. Das grundlegende Funktionsprinzip ist: Unter bestimmten Bedingungen (Hochtemperatur und Platinkatalyse) wird der Sauerstoffkonzentrationsunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite des Hao-Oxids zur Erzeugung einer Potentialdifferenz genutzt, und je größer die Konzentrationsdifferenz, desto größer die Potentialdifferenz . Der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre beträgt 21 %, das Abgas nach konzentrierter Verbrennung enthält tatsächlich keinen Sauerstoff, und das nach der Verbrennung des verdünnten Gemisches erzeugte Abgas oder das durch fehlendes Feuer erzeugte Abgas enthält mehr Sauerstoff, aber es ist immer noch viel weniger als der Sauerstoff in der Atmosphäre.
Unter der Katalyse von Hochtemperatur und Platin wird der am Sauerstoffsensor gebundene Sauerstoff verbraucht, sodass eine Spannungsdifferenz entsteht, die Ausgangsspannung der konzentrierten Mischung liegt nahe bei 1 V und die der verdünnten Mischung liegt nahe bei 0 V. Entsprechend dem Spannungssignal des Sauerstoffsensors wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, um die Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzung anzupassen. Daher ist die elektronische Steuerung des Sauerstoffsensors der Schlüsselsensor für die Kraftstoffdosierung. Der Sauerstoffsensor kann nur bei hohen Temperaturen (das Ende erreicht mehr als 300 °C) vollständig charakterisiert werden und Spannung ausgeben. Es reagiert am schnellsten auf Veränderungen im Gemisch bei etwa 800 °C.
Tipps
Der Zirkoniumdioxid-Sauerstoffsensor spiegelt die Änderung der Konzentration des brennbaren Gemisches durch die Spannungsänderung wider, und der Titandioxid-Sauerstoffsensor spiegelt die Änderung des brennbaren Gemisches durch die Widerstandsänderung wider. Das elektronische Steuersystem, das den Zirkonoxid-Sauerstoffsensor verwendet, kann das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht in die Nähe des theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses regeln, wenn sich der Betriebszustand des Motors verschlechtert, während der Titandioxid-Sauerstoffsensor das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis auch in die Nähe des theoretischen regeln kann Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn sich der Betriebszustand des Motors verschlechtert.
Das vom Steuergerät in kurzer Zeit entsprechend dem Signal des Sauerstoffsensors angepasste Einspritzvolumen (Einspritzimpulsbreite) wird als kurzfristige Kraftstoffkorrektur bezeichnet, die durch die Ausgangsspannung des Sauerstoffsensors gesteuert wird.
Die langfristige Kraftstoffkorrektur ist der Wert, der durch die Änderung der Betriebsdatenstruktur des Steuergeräts entsprechend der Änderung des kurzfristigen Kraftstoffkorrekturkoeffizienten bestimmt wird.
Häufiger Fehler
Sobald der Sauerstoffsensor ausfällt, kann der Computer des elektronischen Kraftstoffeinspritzsystems keine Informationen über die Sauerstoffkonzentration im Abgasrohr erhalten und somit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht rückkoppeln, was den Kraftstoffverbrauch des Motors und die Abgasverschmutzung erhöht. und der Motor wird instabile Leerlaufdrehzahl, fehlendes Feuer, Überspannung und andere Fehlerphänomene aufweisen. Daher muss der Fehler rechtzeitig behoben oder ersetzt werden [1].
Vergiftungsschuld
Eine Vergiftung des Sauerstoffsensors ist ein häufiger und schwer zu verhindernder Ausfall, insbesondere bei der häufigen Verwendung bleihaltiger Benzinautos kann selbst der neue Sauerstoffsensor nur ein paar tausend Kilometer lang funktionieren. Wenn es sich nur um eine geringfügige Bleivergiftung handelt, kann die Verwendung eines Tanks mit bleifreiem Benzin das Blei auf der Oberfläche des Sauerstoffsensors entfernen und ihn wieder in den Normalbetrieb versetzen. Aufgrund der hohen Abgastemperatur dringt jedoch häufig Blei in das Innere ein, behindert die Diffusion von Sauerstoffionen und macht den Sauerstoffsensor wirkungslos, so dass er nur noch ausgetauscht werden kann.
Darüber hinaus kommt es häufig zu einer Siliziumvergiftung von Sauerstoffsensoren. Im Allgemeinen führt die Kieselsäure, die bei der Verbrennung von Siliziumverbindungen in Benzin und Schmieröl entsteht, sowie das Silikongas, das durch die unsachgemäße Verwendung von Dichtungsdichtungen aus Silikonkautschuk entsteht, zum Ausfall des Sauerstoffsensors. Daher sollten Kraftstoff und Schmieröl guter Qualität verwendet werden .
Bei der Reparatur ist es notwendig, Gummidichtungen richtig auszuwählen und zu installieren, keine anderen Lösungsmittel und Antihaftmittel als die vom Hersteller angegebenen auf den Sensor usw. aufzutragen. Aufgrund der schlechten Verbrennung des Motors bilden sich Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche Andernfalls gelangen Öl oder Staub und andere Ablagerungen in den Sauerstoffsensor, wodurch der Zutritt von Außenluft in das Innere des Sauerstoffsensors behindert oder blockiert wird, sodass das Ausgangssignal des Sauerstoffsensors nicht richtig ausgerichtet ist. Das Steuergerät kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht rechtzeitig korrigieren. Die Entstehung von Kohlenstoffablagerungen äußert sich hauptsächlich in einem Anstieg des Kraftstoffverbrauchs und einem deutlichen Anstieg der Emissionskonzentration. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Sediment entfernt wird, kehrt die normale Funktion zurück.
Risse in der Keramik
Die Keramik des Sauerstoffsensors ist hart und spröde. Klopfen mit harten Gegenständen oder Blasen mit starkem Luftstrom können dazu führen, dass er zerbröckelt und versagt. Daher ist es notwendig, bei Problemen besonders vorsichtig zu sein und diese rechtzeitig auszutauschen.
Der Blockdraht ist durchgebrannt
Der Widerstandsdraht der Heizung ist durchgebrannt. Wenn der Heizwiderstandsdraht des beheizten Sauerstoffsensors durchbrennt, ist es schwierig, den Sensor auf die normale Betriebstemperatur zu bringen und seine Funktion zu verlieren.
Leitungsunterbrechung
Der interne Stromkreis des Sauerstoffsensors ist unterbrochen.
Inspektionsmethode
Prüfung des Heizungswiderstands
Entfernen Sie den Stecker des Sauerstoffsensorkabelbaums und messen Sie mit einem Multimeter den Widerstand zwischen dem Heizungspol und dem Eisenpol im Sauerstoffsensoranschluss. Der Widerstandswert beträgt 4-40 Ω (siehe Anleitung des jeweiligen Modells). Wenn es nicht dem Standard entspricht, ersetzen Sie den Sauerstoffsensor.
Messung der Rückkopplungsspannung
Beim Messen der Rückkopplungsspannung des Sauerstoffsensors sollte der Kabelbaumstecker des Sauerstoffsensors abgezogen werden und ein dünner Draht gemäß dem Schaltplan des Modells von der Ausgangsklemme der Rückkopplungsspannung des Sauerstoffsensors abgezogen werden Dann den Kabelbaumstecker einstecken. Die Rückkopplungsspannung kann während des Motorbetriebs an der Zuleitung gemessen werden (einige Modelle können auch die Rückkopplungsspannung des Sauerstoffsensors an der Fehlererkennungsbuchse messen). Beispielsweise kann eine Reihe von Fahrzeugen der Toyota Motor Company die Rückkopplungsspannung des Sauerstoffsensors direkt an den Klemmen OX1 oder OX2 in der Fehlererkennungsbuchse messen.
Bei der Messung der Rückkopplungsspannung des Sauerstoffsensors verwenden Sie am besten ein Zeigermultimeter mit niedrigem Bereich (normalerweise 2 V) und hoher Impedanz (Innenwiderstand größer als 10 MΩ). Die spezifischen Erkennungsmethoden sind wie folgt:
1. Den Motor auf normale Betriebstemperatur bringen (oder nach 2-minütigem Starten mit 2500 U/min laufen lassen);
2. Verbinden Sie den negativen Stift des Multimeter-Spannungsstopps mit E1 oder der negativen Elektrode der Batterie in der Fehlererkennungsbuchse und den positiven Stift mit der OX1- oder OX2-Buchse in der Fehlererkennungsbuchse oder mit der Nummer | am Kabelbaumstecker der Lambdasonde.
3. Lassen Sie den Motor mit einer Drehzahl von etwa 2500 U/min weiterlaufen und prüfen Sie, ob der Zeiger des Voltmeters zwischen 0 und 1 V hin und her schwingen kann. Notieren Sie die Anzahl der Zeigerschwingungen des Voltmeters innerhalb von 10 Sekunden. Unter normalen Umständen ändert sich mit fortschreitender Rückkopplungsregelung die Rückkopplungsspannung des Sauerstoffsensors ständig über und unter 0,45 V, und die Rückkopplungsspannung sollte sich innerhalb von 10 Sekunden mindestens achtmal ändern.
Wenn der Wert weniger als das 8-fache beträgt, bedeutet dies, dass der Sauerstoffsensor oder das Feedback-Kontrollsystem nicht richtig funktioniert, was durch Kohlenstoffansammlungen auf der Oberfläche des Sauerstoffsensors verursacht werden kann, so dass die Empfindlichkeit verringert wird. Zu diesem Zweck sollte der Motor etwa 2 Minuten lang mit 2500 U/min laufen, um Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche des Sauerstoffsensors zu entfernen, und dann die Rückkopplungsspannung überprüfen. Wenn sich der Zeiger des Voltmeters immer noch langsam ändert, nachdem der Kohlenstoff entfernt werden konnte, deutet dies darauf hin, dass der Sauerstoffsensor beschädigt ist oder der Feedback-Steuerkreis des Computers fehlerhaft ist.
4, Farbprüfung des Aussehens des Sauerstoffsensors
Entfernen Sie den Sauerstoffsensor aus dem Auspuffrohr und prüfen Sie, ob die Entlüftungsöffnung am Sensorgehäuse verstopft und der Keramikkern beschädigt ist. Bei Beschädigung den Sauerstoffsensor austauschen.
Fehler können auch anhand der Farbe des oberen Teils des Sauerstoffsensors festgestellt werden:
1, hellgraue Oberseite: Dies ist die normale Farbe des Sauerstoffsensors;
2, weiße Oberseite: Aufgrund der Siliziumverschmutzung muss der Sauerstoffsensor zu diesem Zeitpunkt ausgetauscht werden.
3, braune Oberseite (wie in Abbildung 1 dargestellt): verursacht durch Bleiverschmutzung, wenn ernst, muss auch der Sauerstoffsensor ersetzt werden;
(4) Schwarze Oberseite: Verursacht durch Kohlenstoffablagerungen. Nach Beseitigung des Kohlenstoffablagerungsfehlers des Motors kann die Kohlenstoffablagerung auf dem Sauerstoffsensor im Allgemeinen automatisch entfernt werden.
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