О2-сенсоры: принцип работы, преимущества и установка

Содержание

1. Введение
2. Основные типы кислородных датчиков
   • 2.1 Зонд из циркония
   • 2.2 Титановый зонд
3. Принцип работы зонда из циркония
4. Преимущества зонда из циркония
5. Недостатки зонда из циркония
6. Влияние зонда из циркония на каталитический реактор
7. Принцип стехиометрического выключателя
8. Общие проблемы с зондом кислорода
   • 8.1 Длительность перехода
   • 8.2 Режимы работы датчика
   • 8.3 Нагревательный элемент
9. Процесс удаления и установки кислородного датчика
   • 9.1 Инструменты, необходимые для удаления
   • 9.2 Правильная установка и использование антигрипса

Введение

В этом видео мы поговорим о стандартных кислородных датчиках. Существуют два основных типа датчиков: зонд из циркония и зонд из титана. В данной статье мы рассмотрим зонд из циркония, так как он является наиболее распространенным типом датчика и широко используется в автомобилях по сей день.

Основные типы кислородных датчиков

2.1 Зонд из циркония

Зонд из циркония - наиболее распространенный тип кислородного датчика. Он работает по принципу создания своего собственного напряжения через каталитическую реакцию внутри сенсора. Для реакции требуются гидрокарбоны и кислород, поэтому данный датчик отбирает образец кислорода внутри и вне выпускного коллектора, а затем сравнивает их содержание. Если внутри выпускной трубы содержание кислорода ниже, чем наружу, это указывает на богатую смесь и создает достаточно высокое напряжение. В противоположность этому, если содержание кислорода внутри и снаружи коллектора близко к 21%, напряжение будет низким или близким к нулю. Датчик должен переключаться сверху вниз с высокой скоростью для обеспечения правильной работы.

2.2 Титановый зонд

Титановый зонд был ранее использован в некоторых автомобилях, но сейчас практически не используется. Он имеет свои особенности, но из-за низкой популярности мы не будем подробно рассматривать этот тип датчика.

Принцип работы зонда из циркония

Зонд из циркония работает как своеобразный "стехиометрический выключатель". В рабочем состоянии зонд должен переключаться сверху вниз и наоборот, чтобы поддерживать стехиометрическое соотношение воздуха и топлива. При стехиометрическом соотношении (14,7 частей воздуха к 1 части топлива для бензина) напряжение датчика будет около 450 милливольт. Выше этого значения напряжение будет указывать на смесь, богатую топливом, а ниже - на смесь, обедненную топливом. Цель датчика - постоянно переключаться между этими значениями для обеспечения оптимального соотношения воздуха и топлива.

Преимущества зонда из циркония

• Надежность: зонды из циркония имеют длительный срок службы и хорошо работают в большинстве условий.
• Всеобъемлющий: зонды из циркония используются во многих автомобилях и широко доступны на рынке.
• Дешевизна: зонды из циркония обычно стоят дешевле, чем другие типы датчиков кислорода.

Недостатки зонда из циркония

• Интероперабельность: зонды из циркония и титана несовместимы и не могут быть взаимозаменяемы.
• Отклик времени: зонды из циркония имеют относительно длительное время ответа в сравнении с другими типами датчиков.
• Техническая сложность: знание конструкции зондов из циркония и титана не является обязательным, однако может быть полезно для понимания их работы.

Влияние зонда из циркония на каталитический реактор

Зонд из циркония работает как "аккумулятор" напряжения, которое создается в результате каталитической реакции внутри датчика. Он образует разницу в содержании кислорода внутри и снаружи трубы выхлопной системы. Если внутри трубы содержание кислорода снижено по сравнению с внешней средой, напряжение будет высоким. Если же содержание кислорода выше, то напряжение будет низким. Это помогает сигнализировать каталитическому реактору о состоянии смеси в выхлопе и позволяет оптимизировать его работу.

Принцип стехиометрического выключателя

Стехиометрический выключатель относится к правильному соотношению воздуха и топлива для обеспечения полного сгорания. Когда соотношение воздуха и топлива правильное, значит смесь является стехиометрической. Зонд кислорода работает как стехиометрический выключатель, переключая напряжение выше и ниже определенного порога, чтобы поддерживать оптимальное соотношение воздуха и топлива.

Общие проблемы с зондом кислорода

8.1 Длительность перехода

Длительность перехода, то есть время, за которое датчик переключается сверху вниз и наоборот, является важным показателем его работы. Нормальное время перехода должно быть менее 100 миллисекунд. Если время перехода превышает этот порог, возможно, датчик не работает должным образом и его необходимо проверить.

8.2 Режимы работы датчика

Датчик кислорода может находиться в разных режимах работы, таких как отключение питания, режим нагрева и режим переключения. Это нормальные условия работы, которые могут быть отображены в данных сканера. Если у вас нет ошибок и датчик функционирует нормально, не обращайте внимания на эти режимы.

8.3 Нагревательный элемент

Современные датчики кислорода оснащены нагревательным элементом, который помогает достичь оптимальной рабочей температуры. Нагреватель может использовать импульсно-широтно-импульсный режим для оптимизации потребления энергии и поддержания стабильной температуры. Если в данных сканера вы видите изменение наличия пульсаций или отключение питания нагревателя, это является нормальной работой и не требует дополнительных действий.

Процесс удаления и установки кислородного датчика

9.1 Инструменты, необходимые для удаления

Удаление кислородного датчика может потребовать специальных инструментов в зависимости от его расположения. В некоторых случаях достаточно использовать гаечный ключ или гаечную головку размером 22 мм или 7/8 дюйма. Однако, если датчик сильно заел или его резьба повреждена, может потребоваться дополнительная обработка, включая применение пламени, чтобы разогреть датчик и убрать его с места. Будьте осторожны при работе с нагревательным элементом.

9.2 Правильная установка и использование антигрипса

При установке нового датчика кислорода рекомендуется использовать антигрипс на резьбу. Это поможет предотвратить повреждение резьбы при следующей замене датчика. Кроме того, убедитесь, что резьба в выхлопной системе соответствует размеру нового датчика перед его установкой.