¿Qué papel juega el elemento de calentamiento del sensor de oxígeno en el motor de un automóvil?

2025-05-16

ElElemento de calentamiento del sensor de oxígeno, un componente indispensable en un motor de automóvil, se ha vuelto cada vez más importante con las regulaciones ambientales cada vez más estrictas y el uso generalizado de los motores electrónicos de inyección de combustible. No solo tiene un impacto directo en el rendimiento y las emisiones del motor del automóvil, sino que también es el único sensor "inteligente" en el sistema electrónico de inyección de combustible.


Durante la conducción, a veces encontraremos que un ícono de repente se ilumina en el tablero del motor del automóvil, que parece un motor con un signo de exclamación. Los amigos que están familiarizados con los autos saben que esta es la luz de falla de autocomprobación del motor. Cuando se inicia el automóvil, si esta luz de falla continúa iluminándose, es probable que una parte del motor tenga un problema.

Oxygen Sensor Heating Element

La luz de falla del motor a menudo está relacionada con el motorElemento de calentamiento del sensor de oxígeno. Para los vehículos que se han utilizado durante mucho tiempo, la iluminación continua de esta luz de falla a menudo está relacionada con problemas con el sensor de oxígeno del motor. A continuación, analizaremos más de cerca este sensor de oxígeno que está estrechamente conectado al motor del automóvil.


Al detectar la concentración de oxígeno en los gases de escape y enviar señales de retroalimentación a la ECU, el elemento de calentamiento del sensor de oxígeno ayuda a la ECU a determinar la relación aire-combustible, controlando así con precisión el tiempo de inyección. Al mismo tiempo, también puede compensar el error de relación de aire de combustible causado por el desgaste mecánico y garantizar que la eficiencia de combustión y las emisiones de escape cumplan con los estándares.


El principio de trabajo delElemento de calentamiento del sensor de oxígeno, un componente clave en el motor del automóvil, se basa en el principio Nernst. Su parte central es un tubo de cerámica ZRO2 poroso, que sirve como electrolito sólido y tiene electrodos de platino poroso (PT) sinterizados en ambos lados. Bajo ciertas condiciones de temperatura, debido a la diferencia en la concentración de oxígeno en ambos lados, las moléculas de oxígeno en el lado de alta concentración se combinarán con electrones en el electrodo de platino para formar iones de oxígeno O2-, haciendo que el electrodo cargue positivamente. Estos iones O2 luego migran al lado de la concentración de oxígeno bajo, es decir, el lado del gas de escape, a través de las vacantes de iones de oxígeno en el electrolito, lo que hace que el electrodo cargue negativamente, generando así una diferencia potencial. Además, cuanto mayor sea la diferencia de concentración, mayor será la diferencia de potencial.


En aplicaciones reales, el contenido de oxígeno en la atmósfera es de aproximadamente el 21%. El gas de escape producido por quemar una rica mezcla no contiene casi sin oxígeno, mientras que los gases de escape producidos por quemar una mezcla magra o debido a una falla de falla contienen más oxígeno, pero el contenido de oxígeno en estos gases de escape aún es más bajo que el contenido de oxígeno en la atmósfera. Bajo la acción catalítica de la alta temperatura y el platino, los iones de oxígeno cargados negativamente se adsorben en las superficies internas y externas de la manga de óxido de circonio. Dado que hay más oxígeno en la atmósfera que en los gases de escape, el lado de la manga que está conectado a la atmósfera adsorbe más iones negativos, lo que dará como resultado una diferencia de concentración de iones en ambos lados, lo que a su vez genera una fuerza electromotriz.


Cuando la concentración de oxígeno en el lado de escape de la manga es baja, se genera una señal de alta tensión (0.6 ~ 1V) entre los electrodos, y esta señal se envía a la ECU para su amplificación. La ECU lo juzgará como una mezcla rica basada en esta señal de alto voltaje, mientras que una señal de bajo voltaje representa una mezcla magra. Basado en la señal de voltaje del sensor de oxígeno, la computadora hará todo lo posible para mantener la relación teórica óptima de aire de aire de 14.7: 1, y ajustarla diluyendo o enriqueciendo la mezcla.


Por lo tanto, el elemento de calentamiento del sensor de oxígeno es un componente clave de la medición de combustible controlada electrónicamente. Debe estar en un entorno de alta temperatura (la temperatura final alcanza más de 300 ° C) para ejercer completamente sus características y señales de voltaje de salida. A aproximadamente 800 ° C, el sensor de oxígeno es más sensible a los cambios en el gas mixto, y a bajas temperaturas, sus características cambiarán significativamente.


Además de los motores de automóviles, el elemento de calentamiento del sensor de oxígeno también se usa ampliamente en varios hornos, como la combustión de carbón, la combustión de petróleo, la combustión de gases, etc. Con su estructura simple, respuesta rápida, fácil mantenimiento y uso preciso, se ha convertido en una opción ideal para la medición de la composición de gas de la combustión, lo que ayuda a mejorar la calidad del producto, los ciclos de producción de acortamiento y la energía de ahorro. Desempeña un papel importante en muchas industrias, como petróleo, químicos, carbón, metalurgia, fabricación de papel, protección contra incendios, administración municipal y monitoreo de emisiones de gas.


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