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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 람다 프로브. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 자동차. 전자 기기 1년 2006월 2일 러시아에서는 Euro-0,5 표준이 도입되었습니다. 새로운 요구사항에 따르면 배기가스의 CO 함량은 공회전 속도에서 0,3%, 고속에서는 1996%를 초과해서는 안 됩니다. 유럽에서는 이 표준이 5년 XNUMX월에 도입되었습니다(현재 주요 제조업체는 이미 Euro-XNUMX로의 전환을 준비하고 있습니다). 이 표준은 엔진 출력 시스템의 모든 요소 작동, 엔진 자체의 품질 및 연료 품질에 대해 상당히 엄격한 요구 사항을 부과합니다. 엔진이 완벽하게 작동하더라도 공기/연료 혼합비를 매우 정밀하게 유지하는 것이 필요합니다. 1kg의 연료를 최적으로 연소하려면 14,7kg의 공기가 필요합니다. 이는 배기가스 내 독성 물질 함량을 최소화하고 엔진의 효율성 및 "동력" 특성을 극대화합니다. 혼합물의 이러한 조성을 "화학양론적"이라고 하며 혼합물의 화학양론적 조성과 기존 혼합물의 비율은 일반적으로 문자 λ로 표시됩니다. λ(과잉 공기)인 경우 - 농축됩니다. 자동차 기술 검사 중에 이 매개변수가 제어됩니다(0,97...1,03 이내여야 함). 해외에서는 20년 이상 동안 피드백 조직을 갖춘 연소 공정(연소 생성물별)의 작동 제어 장치를 사용하여 화학양론적 구성을 유지해 왔습니다. 이는 전자 분사 및 점화 타이밍 제어 시스템의 출현으로 가능해졌습니다. 오늘날 선진국 시장에 판매되는 거의 모든 자동차에는 이러한 제어 시스템이 장착되어 있습니다. 이 시스템을 작동하기 위해 "람다 프로브"라고 하는 특수 산소 센서가 엔진 배기 매니폴드에 배치됩니다(그림 1).
이러한 개선은 자동차 산업 역사상 획기적인 것이었습니다. 센서의 작동 요소는 스퍼터링을 통해 백금으로 코팅된 이산화지르코늄 기반의 다공성 세라믹 소재입니다. 배기가스는 작업 표면 주위로 흐릅니다. 센서는 배기 가스와 대기 중의 산소 농도 차이에 반응하여 출력에서 해당 전위차를 생성합니다. 최초의 "람다 프로브"는 저항성이었습니다. 저항을 바꾸었습니다. 최신 센서는 임계값 요소로 작동합니다. 출력 전압(그림 2)은 높은 논리 레벨(풍부한 혼합) 또는 낮은 논리 레벨(희박 혼합)을 취할 수 있습니다. 반응 속도가 너무 빨라 신호 상승 시간을 무시할 수 있습니다.
특정 주기(유휴 속도에서는 초당 최소 2회, 엔진 속도 증가 및 기타 여러 매개변수의 경우 더 자주)를 갖는 전자 엔진 제어 장치(ECD)는 "람다 프로브"에서 신호를 제거하고 이를 메모리에 저장된 값 현재 값이 설정 값(선택한 작동 모드에 따라 최적)과 다른 경우 컨트롤러는 인젝터에 의한 연료 분사 기간, 즉 엔진 작동을 늘리거나 줄이는 명령을 내립니다. 모드는 현재 상황에 맞게 정밀하게 조정되어 연비를 최대화하고 유해 배기가스를 최소화합니다. 센서는 민감한 요소의 온도가 300~350°C 이상인 경우에만 작동할 수 있으며(그렇지 않으면 신호를 생성하지 않음) 최대 온도는 950°C에 도달할 수 있습니다. "람다 프로브"의 첫 번째 수정은 센서의 신속한 예열 및 활성화를 보장하기 위해 배기 매니폴드에 최대한 가깝게 배치하려고 했습니다. 최신 프로브에는 특수 가열 요소가 장착되어 있어 설치 위치가 덜 중요해졌습니다. 센서 구조는 그림 3에 나와 있습니다.
최근까지 신호선과 접지 사이의 전위차를 측정했습니다. 이러한 센서는 특수 전도성 윤활제를 사용하여 배기관에 나사로 고정되었습니다. 시간이 지남에 따라 접촉 손실 가능성이 높아졌습니다. 최신 수정 사항에는 이러한 단점이 없습니다. 이제 "접지"는 별도의 와이어로 연결됩니다(그림 4).
예외(!)가 있지만 대부분의 센서에서 생성되는 신호 레벨은 거의 동일합니다. 낮은 신호 레벨은 0,1...0,2V 이내의 전압에 해당합니다. 높은 신호 레벨은 0,8...0.9V에 해당합니다. 브랜드 센서는 매우 안정적입니다. 그들의 서비스 수명은 차량 마일리지의 80...160km입니다. 센서가 노후화됨에 따라 낮은 논리 레벨에 해당하는 전압은 증가하고(0,25V 이상), 높은 논리 레벨에 해당하는 전압은 감소합니다(0,65V 미만). 센서의 "관성"도 증가합니다. "응답"이 희박 연료 혼합물에서 250ms를 초과하고 농축 혼합물에서 450ms를 초과하면 센서에 결함이 있는 것으로 간주됩니다. 이는 평균 데이터입니다. 확인할 때, 자동차에 설치된 특정 센서에 대한 데이터를 따르는 것이 좋지만 안타깝게도 그러한 정보는 거의 게시되지 않습니다. 자동차 서비스에서는 특수 모터 테스터를 사용하여 람다 프로브를 모니터링하지만 집에서는 일반 오실로스코프를 사용할 수 있습니다. 센서 연결용 소켓은 일반적으로 앞유리 디플렉터 아래에 있는 메인 배선 하니스에 있습니다. 센서에는 매우 취약하고 민감한 구성 요소가 포함되어 있습니다. 배기 시스템을 정비할 때 충격을 가하거나 세제나 용제로 세척해서는 안 됩니다. 센서를 설치할 때 실온에서 중합되거나 실리콘이 포함된 밀봉재를 사용할 수 없습니다(새 센서의 나사산에는 특수 접촉 윤활제가 이미 도포되어 있습니다). "람다 프로브"의 조기 오류는 다음으로 인해 가장 자주 발생합니다.
산소 센서 고장의 가능한 징후는 다음과 같습니다.
산소 센서는 독립적인 장치가 아닙니다. 이는 배기가스 촉매 변환기와 "연동"하여 작동합니다(많은 자동차 소유자는 가격이 400...600달러로 고통스럽습니다). 촉매 변환기는 촉매 반응의 결과로 독성 물질(일산화탄소, 탄화수소 및 질소 산화물)을 이산화탄소, 질소 및 물로 산화시키도록 설계된 80성분 장치입니다. 촉매의 최적 성능(모든 성분의 약 5% 중화)은 엔진이 화학양론적 혼합 조성에서 작동할 때만 달성됩니다(그림 XNUMX).
람다 프로브의 신호가 손실되거나 왜곡되면 연소 생성물의 독성 물질 함량이 증가하고 결과적으로 촉매의 수명이 급격히 단축됩니다. 최근까지 결함이 있는 람다 프로브와 촉매를 분해한 다음 삽입 파이프를 설치하는 것이 매우 일반적인 관행이라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이런 식으로 값 비싼 수리가 불가능하여 많은 외국 자동차가 "수정"되었습니다. 그러나 새로운 규칙이 도입됨에 따라 기술 검사를 통과할 때 자동차에 표준으로 장착된 경우(제조 중) 모든 장비의 존재 및 작동성이 필요합니다. 문학
저자: I.Nagovitsyn, Talagi-Neftebaza, Arkhangelsk 지역.
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