Известны два типа датчиков кислорода. В одном из них чувствительным элементом является диоксид циркония ZrOg, во втором - диоксид титана TiOg. Оба типа датчиков реагируют на парциальное давление кислорода.
Рис. 2.1.13. Циркониевый датчик кислорода:
1 — корпус; 2 — керамический уплотнитель; 3 — выводы (подогрев и сигнал); 4 — контакт нагревательного элемента; 5 — нагревательный элемент; 6 — кожух;
7 — твердый электролит на основе ZrO2; 8 — защитный колпачок с прорезями
Циркониевый датчик (рис. 2.1.13) имеет два электрода - внешний 4 и внутренний 5. Оба электрода выполнены из пористой платины или ее сплава и разделены слоем твердого электролита. Электролитом является диоксид циркония ZrOg с добавлением оксида иттрия для повышения ионной проводимости электролита. Среда, окружающая внутренний электрод, имеет постоянное парциальное давление кислорода. Внешний электрод омывается потоком отработавших газов в выпускной системе двигателя с
переменным парциальным давлением кислорода. Ионная проводимость твердого электролита, возникающая вследствие разности парциальных давлений кислорода на внешнем и внутреннем электродах, обусловливает появление разности потенциалов между ними (рис. 2.1.14).
А б
Рис. 2.1.14. Циркониевый датчик кислорода:
а – схема; б – градуировочная характеристика; 1 - электропроводное уплотнение; 2 - корпус; 3 - твердый электролит; 4, 5 - внешний и внутренний электроды
При низком уровне парциального давления кислорода в отработавших газах, когда двигатель работает на обогащенной смеси (l<1), датчик, как гальванический элемент, генерирует высокое напряжение (700-1000 мВ). При переходе на обедненную смесь (l>1) парциальное давление кислорода в отработавших газах заметно увеличивается, что приводит к резкому падению напряжения на выходе датчика до 50-100 мВ. Такое резкое падение напряжения датчика при переходе от обогащенных к обедненных смесям позволяет определить стехиометрический состав смеси с погрешностью не более ±0,5 %.
Выходное напряжение датчика зависит от температуры, поскольку проводимость диоксида циркония при температуре ниже 300°С практически равна нулю. Поэтому рабочей температурой датчика считается 600°С, для достижения которой поздние модели датчика оборудованы обогревателем.
Принцип работы датчика кислорода на базе диоксида титана TiO2основан на изменении электропроводности TiO2при изменении парциального давления кислорода в выпускной системе. Конструкция датчика представлена на рис. 2.1.15. Параллельно чувствительному элементу 1 датчика подключен термистор для компенсации влияния температуры на сопротивление соединения TiO2.
Рис. 2.1.15. Датчик кислорода на основе двуокиси титана: 1 - чувствительный элемент; 2 - металлический корпус; 3 - изолятор; 4 - входные контакты; 5 - уплотнение; 6 - защитный
кожух 81
Тема № 2
Конструктивные особенности различных систем управления двигателями.
Лекция №2
Исполнительные тракты (актуаторы) систем управления двигателями.
Учебные вопросы: