自動車用酸素センサー。
自動車用酸素センサーは、EFIエンジン制御システムの重要なフィードバックセンサーであり、自動車の排気ガスを制御し、自動車の環境汚染を軽減し、自動車エンジンの燃料燃焼品質を向上させるための重要な部品です。
酸素センサーにはジルコニアと二酸化チタンの2種類があります。
酸素センサーは、セラミック感応素子を使用して、さまざまな加熱炉または排気管内の酸素ポテンシャルを測定し、化学平衡の原理によって対応する酸素濃度を計算し、炉内の燃焼空燃比を監視および制御し、測定要素の製品品質と排気ガス基準は、あらゆる種類の石炭燃焼、石油燃焼、ガス燃焼およびその他の炉の雰囲気制御に広く使用されています。
酸素センサーは、燃料噴射装置のフィードバック制御システムを電子制御し、排気ガス中の酸素濃度と空燃比密度を検出し、理論空燃比(14.7:1)の燃焼を監視するために使用されます。エンジン内で、フィードバック信号をコンピューターに送信します。
動作原理
酸素センサーはバッテリーと同様に機能し、センサー内のジルコニア要素が電解質のように機能します。基本的な動作原理は、特定の条件（高温および白金触媒）下で、Hao 酸化物の内部と外部の酸素濃度差を利用して電位差を生成し、濃度差が大きいほど電位差も大きくなります。 。大気中の酸素含有量は21%で、実際には集中燃焼後の排気ガスには酸素が含まれておらず、希混合気の燃焼後に発生する排気ガスや火のない状態で発生する排気ガスには酸素が多く含まれていますが、それでも大気中の酸素よりもはるかに少ないのです。
高温と白金の触媒作用により、酸素センサーに付着した酸素が消費されるため、電圧差が生じ、濃厚混合気の出力電圧は1Vに近づき、希薄混合気の出力電圧は0Vに近づきます。酸素センサーの電圧信号に応じて空燃比を制御し、燃料噴射パルス幅を調整するため、酸素センサーの電子制御は燃料計量の重要なセンサーです。酸素センサーは高温 (最終温度が 300 °C 以上に達する) でのみ完全に特性を評価でき、電圧を出力できます。約 800 °C での混合物の変化に最も早く反応します。
ヒント
二酸化ジルコニウム酸素センサーは電圧の変化を通じて可燃性混合物の濃度の変化を反映し、二酸化チタン酸素センサーは抵抗の変化を通じて可燃性混合物の濃度の変化を反映します。ジルコニア式酸素センサーを用いた電子制御システムは、エンジンの作動状態が悪化すると実空燃比を理論空燃比付近に制御することができませんが、二酸化チタン式酸素センサーは理論空燃比に近い実空燃比を制御することができます。エンジンの作動状態が悪化したときの空燃比。
酸素センサー信号に応じてコントロールユニットが短時間に調整する噴射量（噴射パルス幅）を短期燃料補正といい、酸素センサーの出力電圧によって制御されます。
長期燃料補正は、短期燃料補正係数の変化に応じて、コントロールユニットがコントロールユニットの動作データ構造を変更することによって決定される値です。
一般的な故障
酸素センサーが故障すると、電子燃料噴射システムのコンピューターは排気管内の酸素濃度の情報を取得できなくなるため、空燃比をフィードバック制御できなくなり、エンジンの燃料消費量と排気ガスの汚染が増加します。そして、エンジンのアイドリング速度が不安定になり、火災、サージ、その他の故障現象が発生します。したがって、障害は適時に除去または交換する必要があります [1]。
中毒故障
酸素センサーの中毒は頻繁に発生しますが、故障を防ぐのは難しく、特に有鉛ガソリン車を頻繁に使用する場合、新しい酸素センサーであっても数千キロメートルしか機能しません。軽度の鉛中毒であれば、無鉛ガソリンのタンクを使用すると酸素センサーの表面の鉛を除去し、通常の動作に戻すことができます。しかし、多くの場合、排気温度が高いため、鉛が内部に侵入し、酸素イオンの拡散を妨げ、酸素センサーが無効になり、その場合は交換するしかありません。
さらに、酸素センサーのシリコン被毒もよく発生します。一般に、ガソリンや潤滑油に含まれるシリコン化合物の燃焼により生成されるシリカや、シリコーンゴム製シールガスケットの不適切な使用により発生するシリコーンガスは、酸素センサーの故障の原因となりますので、良質な燃料や潤滑油を使用する必要があります。 。
修理の際は、ゴムパッキンの選定と取り付けを正しく行う必要があり、センサー等にはメーカー指定以外の溶剤や固着防止剤を塗布しないでください。 エンジンの燃焼不良により、センサー表面にカーボンが堆積します。酸素センサーの内部に油やゴミ、その他の堆積物が侵入すると、酸素センサー内部への外気の侵入が妨げられ、酸素センサーの出力信号がずれます。 ECU は空燃比を時間内に修正できません。炭素堆積物の生成は、主に燃料消費量の増加と排出濃度の大幅な増加として現れます。この時、沈殿物を取り除けば通常の作業に戻ります。
セラミックの割れ
酸素センサーのセラミックスは硬くて脆いため、硬いものでぶつけたり、強い風を当てたりすると、崩れて故障する可能性があります。したがって、問題に対処するときは特に注意し、適時に交換する必要があります。
ブロックワイヤーが焼けてしまった
ヒーター抵抗線が焼き切れています。加熱式酸素センサーの場合、ヒーターの抵抗線が焼けてしまうと、センサーを正常な使用温度に到達させることが難しくなり、機能を失うことがあります。
回線断
酸素センサーの内部回路が断線しています。
検査方法
ヒーター抵抗チェック
酸素センサーハーネスのプラグを外し、酸素センサー端子のヒーター極と鉄柱間の抵抗をマルチメーターで測定します。抵抗値は4～40Ωです(各モデルの説明書を参照してください)。基準を満たしていない場合は、酸素センサーを交換してください。
帰還電圧の測定
酸素センサーのフィードバック電圧を測定する場合は、酸素センサーのハーネスプラグを抜き、モデルの回路図に従って酸素センサーのフィードバック電圧の出力端子から細い線を引き出してください。次にハーネスのプラグを差し込みます。エンジン運転中にリード線からフィードバック電圧を測定できます（一部機種は故障検出ソケットから酸素センサーのフィードバック電圧を測定することもできます）。たとえば、トヨタ自動車が製造する一連の自動車は、酸素センサーのフィードバック電圧を故障検出ソケットの OX1 または OX2 端子から直接測定できます。
酸素センサーのフィードバック電圧を測定する場合、レンジが低く (通常 2V)、インピーダンスが高い (内部抵抗が 10MΩ 以上) ポインター型マルチメーターを使用するのが最善です。具体的な検出方法は以下のとおりです。
1. エンジンを通常の作動温度まで温めます (または 2 分間始動した後、2500r/min で運転します)。
2. マルチメータ電圧停止のマイナス ペンを E1 または故障検出ソケットのバッテリのマイナス電極に接続し、プラス ペンを故障検出ソケットの OX1 または OX2 ジャック、または番号 | に接続します。酸素センサーのワイヤーハーネスプラグに。
3、エンジンを約 2500r/min の速度で回転させ続け、電圧計の針が 0 ～ 1V の間を往復できるかどうかを確認し、10 秒以内に電圧計の針が振れた回数を記録します。通常の状況では、フィードバック制御の進行に伴い、酸素センサーのフィードバック電圧は常に 0.45V の上下で変化し、フィードバック電圧は 10 秒以内に 8 回以上変化する必要があります。
8 回未満の場合は、酸素センサーまたはフィードバック制御システムが正常に動作していないことを意味します。これは、酸素センサーの表面にカーボンが蓄積して感度が低下する可能性があります。この目的を達成するには、エンジンを 2500r/min で約 2 分間運転して酸素センサーの表面のカーボン堆積物を除去し、その後フィードバック電圧をチェックする必要があります。カーボンを除去できた後も電圧計の針がゆっくりと変化する場合は、酸素センサーが損傷しているか、コンピューターのフィードバック制御回路に欠陥があることを示しています。
4、酸素センサー外観色検査
排気管から酸素センサーを取り外し、センサーハウジングの通気孔が詰まっていないか、セラミックコアが損傷していないか確認してください。損傷している場合は、酸素センサーを交換してください。
故障は、酸素センサーの上部の色を観察することによっても判断できます。
1、ライトグレー上部: これは酸素センサーの通常の色です。
2、白い上部：シリコン汚染が原因で、現時点では酸素センサーを交換する必要があります。
3、茶色の上部（図1を参照）：鉛汚染が原因で発生し、深刻な場合は酸素センサーも交換する必要があります。
(4) ブラックトップ: 炭素の堆積によって引き起こされます。エンジンの炭素堆積の欠陥を取り除いた後、酸素センサー上の炭素の堆積は通常自動的に除去できます。
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