Sensor de oxígeno del automóvil.
El sensor de oxígeno del automóvil es el sensor de retroalimentación clave en el sistema de control del motor EFI y es la parte clave para controlar las emisiones de escape del automóvil, reducir la contaminación ambiental del automóvil y mejorar la calidad de la combustión del combustible del motor del automóvil.
Hay dos tipos de sensores de oxígeno, zirconia y dióxido de titanio.
El sensor de oxígeno es el uso de elementos sensibles de cerámica para medir el potencial de oxígeno en varios hornos de calentamiento o tubos de escape, calcular la concentración de oxígeno correspondiente mediante el principio de equilibrio químico, para monitorear y controlar la relación aire-combustible de combustión en el horno, para garantizar la calidad del producto y los estándares de emisión de escape de los elementos de medición, ampliamente utilizados en todo tipo de combustión de carbón, combustión de petróleo, combustión de gas y otros controles de atmósfera de hornos.
El sensor de oxígeno se utiliza para controlar electrónicamente el sistema de control de retroalimentación del dispositivo de inyección de combustible para detectar la concentración de oxígeno en los gases de escape y la densidad de la relación aire-combustible, para monitorear la combustión teórica de la relación aire-combustible (14,7:1) en el motor y para enviar señales de retroalimentación a la computadora.
Principio de funcionamiento
El sensor de oxígeno funciona de forma similar a una batería, donde el elemento zirconio actúa como un electrolito. Su principio básico de funcionamiento es el siguiente: en ciertas condiciones (alta temperatura y catálisis de platino), la diferencia de concentración de oxígeno entre el interior y el exterior del óxido de Hao se utiliza para generar una diferencia de potencial. Cuanto mayor sea la diferencia de concentración, mayor será la diferencia de potencial. El contenido de oxígeno en la atmósfera es del 21 %, mientras que los gases de escape tras la combustión concentrada no contienen oxígeno. Los gases de escape generados tras la combustión de la mezcla diluida o por la ausencia de fuego contienen más oxígeno, pero aún son mucho menores que el oxígeno atmosférico.
Bajo la catálisis de alta temperatura y platino, el oxígeno conectado al sensor de oxígeno se consume, por lo que se genera una diferencia de voltaje. El voltaje de salida de la mezcla concentrada es cercano a 1 V y el de la mezcla diluida, cercano a 0 V. Según la señal de voltaje del sensor de oxígeno, se controla la relación aire-combustible para ajustar el ancho del pulso de inyección de combustible. Por lo tanto, el control electrónico del sensor de oxígeno es clave para la dosificación de combustible. El sensor de oxígeno solo puede caracterizarse completamente a altas temperaturas (superiores a 300 °C) y puede generar voltaje. Responde con mayor rapidez a los cambios en la mezcla a aproximadamente 800 °C.
Consejos
El sensor de oxígeno de dióxido de circonio refleja el cambio de concentración de la mezcla combustible mediante el cambio de voltaje, mientras que el sensor de oxígeno de dióxido de titanio refleja el cambio de la mezcla combustible mediante el cambio de resistencia. El sistema de control electrónico que utiliza el sensor de oxígeno de circonio no puede controlar la relación aire-combustible real cerca de la relación aire-combustible teórica cuando las condiciones de funcionamiento del motor se deterioran, mientras que el sensor de oxígeno de dióxido de titanio sí puede controlar la relación aire-combustible real cerca de la relación aire-combustible teórica cuando las condiciones de funcionamiento del motor se deterioran.
El volumen de inyección (ancho del pulso de inyección) ajustado por la unidad de control en un corto período de tiempo de acuerdo con la señal del sensor de oxígeno se denomina corrección de combustible a corto plazo, que está controlada por el voltaje de salida del sensor de oxígeno.
La corrección de combustible a largo plazo es el valor determinado por la modificación de la estructura de datos operativos de la unidad de control de acuerdo con el cambio del coeficiente de corrección de combustible a corto plazo.
Falla común
Una vez que falla el sensor de oxígeno, la computadora del sistema de inyección electrónica de combustible no puede obtener la información de la concentración de oxígeno en el tubo de escape, por lo que no puede controlar la retroalimentación de la relación aire-combustible. Esto aumenta el consumo de combustible del motor y la contaminación del escape, y el motor presenta ralentí inestable, falta de encendido, sobretensiones y otras fallas. Por lo tanto, la falla debe solucionarse o reemplazarse de inmediato [1].
Falla por envenenamiento
La contaminación del sensor de oxígeno es una falla frecuente y difícil de prevenir, especialmente con el uso frecuente de vehículos con gasolina con plomo. Incluso un sensor de oxígeno nuevo solo puede funcionar unos pocos miles de kilómetros. Si se trata de una contaminación leve por plomo, usar un tanque de gasolina sin plomo puede eliminar el plomo de la superficie del sensor y restaurar su funcionamiento normal. Sin embargo, debido a la alta temperatura del escape, el plomo se introduce en su interior, dificultando la difusión de iones de oxígeno y haciendo que el sensor de oxígeno sea ineficaz, por lo que solo se puede reemplazar.
Además, la contaminación por silicio de los sensores de oxígeno es común. En general, la sílice generada tras la combustión de compuestos de silicio presentes en la gasolina y el aceite lubricante, y el gas de silicio emitido por el uso inadecuado de juntas de sellado de caucho de silicona, pueden provocar fallas en el sensor de oxígeno, por lo que se recomienda utilizar combustible y aceite lubricante de buena calidad.
Al realizar reparaciones, es necesario seleccionar e instalar correctamente las juntas de goma, no aplicar disolventes ni antiadherentes distintos a los especificados por el fabricante en el sensor, etc. Debido a una mala combustión del motor, se forman depósitos de carbón en la superficie del sensor de oxígeno, o se introducen aceite, polvo y otros sedimentos en el interior del sensor de oxígeno, lo que dificulta o bloquea el aire externo en el interior del sensor de oxígeno, de modo que la señal de salida del sensor de oxígeno está desalineada. La ECU no puede corregir la relación aire-combustible a tiempo. La producción de depósitos de carbón se manifiesta principalmente como un aumento en el consumo de combustible y un aumento significativo en la concentración de emisiones. En este momento, si se elimina el sedimento, volverá a funcionar con normalidad.
agrietamiento de cerámica
La cerámica del sensor de oxígeno es dura y quebradiza, y golpearlo con objetos duros o soplarlo con una corriente de aire fuerte puede desmoronarlo y causarle fallas. Por lo tanto, es necesario tener especial cuidado al solucionar problemas y reemplazarlo a tiempo.
El cable del bloque está quemado
El cable de resistencia del calentador está quemado. En el sensor de oxígeno calentado, si el cable de resistencia se quema, es difícil que el sensor alcance su temperatura de funcionamiento normal y pierde su función.
Desconexión de línea
El circuito interno del sensor de oxígeno está desconectado.
Método de inspección
Comprobación de la resistencia del calentador
Retire el conector del arnés del sensor de oxígeno y mida con un multímetro la resistencia entre el polo del calentador y el polo de hierro en el terminal del sensor. El valor de la resistencia es de 4-40 Ω (consulte las instrucciones del modelo específico). Si no cumple con la norma, reemplace el sensor de oxígeno.
Medición de la tensión de retroalimentación
Al medir la tensión de retroalimentación del sensor de oxígeno, se debe desconectar el conector del arnés y, según el diagrama del circuito del modelo, extraer un cable delgado del terminal de salida de la tensión de retroalimentación, para luego conectarlo al conector. La tensión de retroalimentación se puede medir desde el cable conductor durante el funcionamiento del motor (algunos modelos también permiten medir la tensión de retroalimentación del sensor de oxígeno desde la toma de detección de fallas). Por ejemplo, algunos vehículos fabricados por Toyota Motor Company pueden medir la tensión de retroalimentación del sensor de oxígeno directamente desde los terminales OX1 u OX2 de la toma de detección de fallas).
Para medir la tensión de retroalimentación del sensor de oxígeno, se recomienda usar un multímetro de aguja con un rango bajo (generalmente 2 V) y alta impedancia (resistencia interna superior a 10 MΩ). Los métodos de detección específicos son los siguientes:
1. Caliente el motor a su temperatura normal de funcionamiento (o hágalo funcionar a 2500 rpm después de arrancarlo durante 2 minutos);
2. Conecte la clavija negativa del tope de voltaje del multímetro a E1 o al electrodo negativo de la batería en el zócalo de detección de fallas, y la clavija positiva al conector OX1 u OX2 en el zócalo de detección de fallas, o al número | en el enchufe del arnés de cableado del sensor de oxígeno.
3. Mantenga el motor en marcha a una velocidad de aproximadamente 2500 r/min y compruebe si la aguja del voltímetro oscila entre 0 y 1 V. Registre el número de oscilaciones en 10 s. En circunstancias normales, con el avance del control de retroalimentación, la tensión de retroalimentación del sensor de oxígeno oscilará constantemente por encima y por debajo de 0,45 V, y debería variar al menos 8 veces en 10 s.
Si es menor a 8 veces, significa que el sensor de oxígeno o el sistema de control de retroalimentación no funcionan correctamente. Esto puede deberse a la acumulación de carbonilla en la superficie del sensor, lo que reduce su sensibilidad. Para ello, se debe hacer funcionar el motor a 2500 r/min durante aproximadamente 2 minutos para eliminar la carbonilla del sensor y, a continuación, verificar el voltaje de retroalimentación. Si la aguja del voltímetro sigue fluctuando lentamente después de eliminar la carbonilla, indica que el sensor de oxígeno está dañado o que el circuito de control de retroalimentación de la computadora está defectuoso.
4. Inspección del color de la apariencia del sensor de oxígeno
Retire el sensor de oxígeno del tubo de escape y compruebe si el orificio de ventilación de la carcasa del sensor está obstruido y si el núcleo cerámico está dañado. Si está dañado, reemplace el sensor de oxígeno.
Las fallas también se pueden determinar observando el color de la parte superior del sensor de oxígeno:
1, parte superior gris claro: este es el color normal del sensor de oxígeno;
2, parte superior blanca: causada por la contaminación de silicio, el sensor de oxígeno debe reemplazarse en este momento;
3, parte superior marrón (como se muestra en la Figura 1): causada por contaminación con plomo, si es grave, también se debe reemplazar el sensor de oxígeno;
(4) Parte superior negra: causada por la deposición de carbono, después de eliminar la falla de deposición de carbono del motor, la deposición de carbono en el sensor de oxígeno generalmente se puede eliminar automáticamente.
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