Хүчилтөрөгчийн датчик машины хаягдлын үүрэг гэж юу вэ?

Хүчилтөрөгчийн датчикууд яаж хаягдлын хийг хянах, инжиний удирдлагыг дэмждэг вэ

Хүчилтөрөгчийн датчикууд хаягдлын хийн хүчилтөрөгчийн түвшинг яаж хэмждэг вэ

Хүчилтөрөгчийн датчикууд нь хөдөлгүүрийн гадна талын агаарын харьцаатай харьцуулахад гар утасны хий дотор хичнээн хүчилтөрөгч байгааг үзэж ажилладаг. Эдгээр датчик нь ихэвчлэн цирконийн эсвэл титанийн материалыг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн хоёр талын хүчилтөрөгчийн түвшний ялгааг илрүүлэх үед цахилгаан дохио үүсгэдэг. Датчик 0.1-0.2 вольтын хүчдэл бага үед шатаалтын дараа их хэмжээний хүчилтөрөгч үлдсэн байгааг харуулж байна. Энэ нь хөдөлгүүр хэт хөгшин ажиллаж байгааг харуулна. Нөгөө талаар, хэрэв 0.8-1 вольтын хүчдэл өндөр утгатай байвал шатаалтын дараа маш цөөн хүчилтөрөгч үлдсэн байгааг харуулж, энэ нь түлшний холимогийн баялаг байдалд заадаг. Хөдөлгүүрийн удирдлагын нэгж нь эдгээр утгыг мөчлөн авч, түлшийн нийлүүлэлтийг мөчлөн тохируулан шатах процессыг янз бүрийн замын нөхцөлд боломжит хамгийн үр ашигтайгаар хадгалж байна.

Циркониум болон Титанийн датчик технологи: Хүчилтөрөгчийн агууламжийг хэрхэн илрүүлэх вэ

• Циркониум датчикууд хамгийн өргөн ашиглагддаг бөгөөд хүчилтөрөгчийн ялгаварын хариуд хүчдэл үүсгэдэг церамик цирконийн диоксид элементийг ашигладаг.
• Титанийн датчикууд эсэргүүцлийн өөрчлөлтийг хэмжих замаар ажилладаг бөгөөд гадны хүчдэлийн эх үүсвэрийг шаарддаг тул элбэг бус бөгөөд голчлон сонгомол Европын машинд л тохиолддог.
  Цирконийн датчикууд нарийн холимог шаталтын харьцааг зохицуулах боломжийг олгодог байхад эдгээр нь хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг бөгөөд орчин үеийн нийлмэл системтэй сайн интеграцчилагддаг.

Хүчилтөрөгчийн датчик ба ECU-ийн хоорондох бодит цагийн хариу холбоо

Хөдөлгүүрийн удирдлагын нэгж нь хүчилтөрөгчийн сенсоруудаас ирж буй мэдээлэл дээр үндэслэн түлшний хэмжээг тогтмол зохицуулж байдаг бөгөөд энэ нь секунд тутамд 50-100 удаа явагддаг. Энэ нь инженерүүд цаг үеийн бүхий л зүйлсийг хамтдаа ажиллуулдаг битүү гогцооны систем гэж нэрлэдэг системийг үүсгэдэг. 14.7:1 харьцаагаа сахин агаар болон түлшийн зохистой хэмжээнд байлгах нь хөдөлгүүрийг цэвэрхэн ажиллуулах, түлш бага зарцуулахад тусалдаг. Эдгээр системүүд зохих ёсоор ажиллавал жолоочид түлшийн зардалдаа 10%-15% хүртэл хэмнэж болохыг судалгаа харуулж байна. Гэвч сенсорууд муудах үед бүх зүйл хурдан муудаж эхэлдэг. Хэрэв сенсорууд гологдол болбол ЭСН-д (хөдөлгүүрийн удирдлагын нэгж) эрчимтэй засвар хийх хүртэл нээлттэй гогцооны горим гэгддэг үндсэн програмын тохиргоонд шилжихээс өөр аргагүй болдог. Үр дүн нь: хөдөлгүүр элүүл ажилладаг, бохирдуулалт ихэсдэг, түлшийг их хэмжээтэй зарцуулдаг.

Нарроубэнд болон Вайдбэнд хүчилтөрөгчийн сенсорууд: Орчин үеийн хөдөлгүүрт хэрэглэгдэх нь

2008 оноос хойш хатуу хаягдлын дүрэм журам батжээ. Өндөр нарийвчлалтай мэдээлэл (0.01–0.02λ) өгөх чадвартай өргөн зурвасны датчикууд нь түлш-агаарын холимогийг нарийн тохируулах, катализаторын ажиллагааг оновчлох болон шууд түлш тарих зэрэг хөгжилд хүрэхэд тусалдаг.

Хүчилтөрөгчийн мэдээллийг ашиглан түлш-агаарын харьцаа болон шаталтын үр ашигтай байдлыг оновчлох

Агаар-түлшийн холимогийг хамгийн сайн үр дүнтэй байлгахын тулд хүчилтөрөгчийн датчийн гүйцэтгэх үүрэг

Хүчилтөрөгчийн сенсорууд нь хөдөлгүүрийн химийн хүрээний төхөөрөмжүүд болгон ажилладаг бөгөөд цахилгаан хяналтын нэгж (ECU) хичнээн түлш оруулахыг тохируулахын тулд гарын аварга дахь хүчилтөрөгчийн түвшинг тогтмол шалгадаг. Эдгээр сенсорууд нь агаар-түлшийн холимог нь хэт их түлштэй (баян нөхцөл) эсвэл хэт их хүчилтөрөгчтэй (нурангуй нөхцөл) байгааг мэдрэх үед түлшний хэмжээг 14.7:1-ийн харьцаанд ойртуулах зорилгоор шуурхай тохируулгыг хийх боломжийг олгодог. Энэ харьцааг зөв байлгах нь хөдөлгүүрийн цилиндрүүдэд илүү сайн шаталтыг хангана. Үр дүн нь? Хөдөлгүүрийн блокоос илүү их чадал гарах ба энерги алдалт багасна. Машин үйлдвэрлэгчид болон жолоочид хоёул энэ нарийн тохируулга нь үр ашигтай ажиллагаа болон нөөцийг алдалтгүй ашиглахын хооронд чухал ялгааг бий болгодог.

Бодисын харьцааны тэнцвэрийг хүчилтөрөгчийн сенсорын бодит цагийн мэдээллээр барьж тогтоох

Орчин үеийн тээврийн хэрэгсэлд хүчилтөрөгчийн сенсор нь 100 милисекунд тутамд ЭБХ-д хүчдэлийн шинэчлэлтүүдийг илгээх бөгөөд энэ нь шууд шатахууны хэмжээг тохируулах боломжийг олгодог. Энэ битүү гогцооны удирдлага нь катализаторын хувьд чухал байдаг. Ижилсэн агаар-шатахууны харьцааны 0.5% хазайлт нь хувиргагчийн үр ашгийг 20–30%-иар бууруулж болзошгүй гэдгийг Tomorrow's Technician судалгаа нь харуулж байна.

Агаар-шатахууны харьцааны алдаатай байдал нь инжекцийн ажиллагаа болон шатахууны зарцуулалтанд үзүүлэх нөлөө

Агаар-шатахууны харьцааны алдаатай ажиллагаа нь шатахууны зарцуулалтыг 18%-иар бууруулж болох ба (SAE 2023) NOx ялгаруулалтыг дөрөв дахин нэмэгдүүлж, элэгдлийг хурдасгаж, хаягдлын хэмжээнд хураангуй байдлыг алдагдуулна.

Тохиолдол: Хурдан Хүчилтөрөгчийн Сенсорыг Солиход Шатахууны Зохистой Ашиглалт Нэмэгдсэн Нь

2024 оны флотын шинжилгээ нь эвдэрсэн хүчилтөрөгчийн сенсоруудыг солиход дараах үр дүнд хүрсэн байна:

• эхний 1,000 мильд шатахууны ашиглалт 12–15%-иар сайжирсан
• гидрокарбон нийлэгдэх хэмжээ 41%-иар буурсан
• каталитик конвертерийн халах хугацаа 27%-иар богиноссон

Эдгээр үр дүнгээс харахад сенсорын зохистой байдал нь шатахууны үр ашиг, хорт нөлөөлөл бууруулах, системийн найдвартай ажиллагааг урт хугацаанд хангахад шууд нөлөөлдөг болохыг харуулж байна.

Хорт нөлөөллийг бууруулах: Хүчилтөрөгчийн Сенсорын CO, HC, NOx-г бууруулах үүрэг

Нарийн Хүчилтөрөгчийн Сенсорын мэдээлэл CO, HC, NOx ялгаруулалтыг бууруулахад хэрхэн тусалж байгаа нь

Хүчилтөрөгчийн датчикууд нь гарын аваргаас хүчилтөрөгчийн түвшний талаарх мэдээллийг үнэн зөв өгөхөд оролцдог тул эдгээр нь ялангуяа чухал үүрэгтэй байдаг. Эдгээр датчикууд зохих ёсоор ажиллавал инжекторын удирдах төхөөрөмж нь 14.7:1-ийн онцгой агаар-түлшний харьцааг хадгалахад тусалдаг. Энэ нь түлш сайн шатаж байгаа тул хүчилтөрөгчийн хий (HC) болон углеродын монооксид (CO) бага гарна гэсэн үг юм. Мөн нэг давуу тал нь шаталтын температурыг тогтвортой байлгах явдал юм. Ийм аргаар ажилладаг хөдөлгүүрүүд нь удирдлагын бүх зүйл сайн байхгүй хөдөлгүүрүүдээс 63%-иар бага азотын исэл (NOx) ялгаруулдаг байна. Энэ нь 2023 оны өгөгдлээр АНУ-ын Хамгааллын агентлагийн (EPA) судалгаагаар тогтоогдсон.

Нарийн хүчилтөрөгчийн хяналтаар катализаторын нөлөөллийг сайжруулах

Каталийн конвертер нь зөөлөн боловсруулах үйл явцад ялгарах хорт бодисыг цэвэрлэхэд ихээхэн хэмжээгээр дээд түвшний болон доод түвшний хүчилтөрөгчийн сенсоруудад тулгуурладаг. Доод түвшний сенсор нь конвертер дотор боловсруулах үйл явц болсон байх үед хүчилтөрөгчийн түвшинг хянах замаар систем зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгадаг. Эдгээр сенсорууд нь хамгийн сайн үр дүнгээ өгөхийн тулд сайн байдалтай байх шаардлагатай. Бүх сенсорууд зөв ажиллаж байвал эдгээр төхөөрөмжүүд нь хорт хаягдлыг ойролцоогоор 98%-иар бууруулж чаддаг. Гэвч сенсорууд эвдэрсэн үед юу болдгийг анхаарна уу – үр ашгийн хувь нь резко буурч 72%-ийн ажиллагаанд хүрдэг. Тодорхой хэмжээгээр агаарын чанарыг хадгалахад нөлөөлдөг бөгөөд одоо зам дээр яваа машинуудын тоо хэмжээ их байгаа нь энэ нөлөөг илүү их байдалтай болгодог.

Хүчилтөрөгчийн сенсорууд зөв ажиллах үед хорт хаягдлыг бууруулах талаарх EPA-ийн мэдээлэл

EPA-ийн шалгалтаар хүчилтөрөгчийн датчик бүрэн ажиллаж буй тээврийн хэрэгсэл нь гэмтсэн нэгжтэй тээврийн хэрэгсэлтэй харьцуулахад NOx-ийг 43%, гидрокарбонг 37% бага ялгаруулдаг байв. Энэ нь машин тус бүрээр жилд дунджаар 1.2 тонн озонт үүсгэх бохирдуулыг багасгадаг гэсэн үг юм. Иймд хүчилтөрөгчийн датчныг ажиллагаа нь хотын агаарын чанарыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Датчны илүү төвөгтэй байдлын талаарх хэлэлцүүлэг: Орчин үеийн хүчилтөрөгчийн датчнууд нь бодит амьдралд хэрэглэхэд туйлын мэдрэг байна уу?

Өргөн зурваслаг хэмийн нарийвчлал нь ойролцоогоор 0.1% байх бөгөөд өмнөх нарийн зурваслаг загваруудын 3% нарийвчлалыг бодвол маш сайн юм. Зарим механикууд эдгээр хэмийг хэт мэдрэг гэж санана, тухайн тээврийн хэрэгсэл ачаа эсвэл хурдны богино хугацаанд өөрчлөлт орж ирэх үед илүүтэй мэдрэгддэг. Алдааны код нь тэдний хүлээснээс өмнө гарч ирдэг. Гэсэн хэдий ч засгийн газрын байгууллагууд энэ нарийвчлалын түвшинд даралт үзүүлж байгаа нь Euro 7 болон EPA Tier 4 шаардлагыг хангахын тулд маш нарийн хяналт хэрэгтэй байдаг. Эдгээр дүрэм журмын дагуу машинууд зам дээрээ 150,000 миль явсны дараа ч хаягдал ялгаруулалтын хэмжээгээ 10%-иас доош байлгах шаардлагатай байдаг. Энэ нь урт хугацаанд орчин тойрныг хамгаалах, товч хугацааны амьдралыг хялбарчлахын тулд чухал гэдгийг харуулж байна.

Хийц сүүлчийн болон хийц эхний хүчилтөрөгчийн хэмийг ашиглан хаягдал ялгаруулалтын системийн байдалд хяналт тавих

Хийц эхний (катализаторын өмнөх) болон хийц сүүлчийн (катализаторын дараах) хүчилтөрөгчийн хэмүүд хэрхэн хамтран ажилладаг вэ

Өнөөгийн машинууд нь хоёр ширхэг хүчилтөрөгчийн датчикаар тоноглогдсон бөгөөд эдгээр нь ялгаруулалтыг хянахад тусалдаг. Нэг дэхь нь каталикт хувиргагчийн өмнө зөвхөн байрладаг бөгөөд шатахууны холимогийг зөв тохируулахын тулд шууд хөдөлгүүрээс гарч ирсэн цэвэр бензиний хий доторх хүчилтөрөгчийн түвшинг хэмжих үүрэгтэй. Энэ мэдээлэл нь машиний компьютер рүү илгээгдэж, түүний дагуу шатахууны холимгийг агшин зуур өөрчилдөг. Каталикт хувиргагчийн дараа байрласан нөгөө датчик нь хий нь хоёр дахь талаар юу гарч байгааг шалгадаг. Бүх зүйл зөв ажиллаж байвал энэ хоёр дахь датчик тогтвортой уналт өгдөг, учир нь хорт бодисуудыг цэвэрлэх үйл явц нь хувиргагчаар амжилттай хийгдсэн байна. Жолоож байх үед нэг дэхь датчикаас хэлбэлзэл ихтэй унаж байвал ч хоёр дахь датчикаас онцгүй зүйл гарч ирээгүй бол бортны компьютерт ямар нэгэн зүйл буруу ажиллаж байгааг мэдэгддэг.

Хүчилтөрөгчийн датчикаас ирж буй дохиог харьцуулан каталикт хувиргагчийн үр ашигт ажиллагааг оношлох

Катализатор нь хүчилтөрөгчийн хэлбэлзлийг тэгш байлгах замаар ажилладаг тул бид ихэвчлэн 0.1-0.9 вольтын хооронд хэлбэлзэж буй дээгүүр талын доод талын хэлбэлзлийг харахыг орлоод доод талын тэмдэглэл дээр ихэвчлэн 0.5 вольтоос доош тогтвортой дохио харна. Засварын механик нь хоёр хүчилтөрөгчийн датчик ижил хэлбэлзэл үзүүлж байвал зүйл буруу явагдаж байгааг мэднэ. Энэ нь катализатор зориулалтынхаа үүргээ сайн гүйцэтгэхгүй байгааг илтгэнэ. Ихэнх сүүлийн үеийн машинд P0420 гэх мэт кодыг идэвхжүүлнэ. Судалгаагаар, катализаторын асуудлын олон хувийг датчикаас ирэх дохиог шалгах замаар тогтоодог. Энэ нь цаг тухайд нь илрүүлэх замаар жилд 10,000 машин тутамд 3 тонн орчим нэмэлт азотын оксидын бохирдлыг зогтоодог.

Хүчилтөрөгчийн датчийн мэдээлэл нь урт хугацааны хаягдлын системийн ажиллагааны түлхүүр үзүүлэлт

Доод хүрээний сенсорын хүчдэл энгийн түвшнээсээ байнга 0.3 вольтоос дээш хазайх үед 2022 онд SAE International-ын хэвлэсэн судалгаагаар катализаторууд задрах хурд нь дунджаар 19% ихсэж байгааг харуулжээ. Эдгээр сенсорууд хэр хурданаар хариу өгч буйг, мөн дохионууд нь тогтвортой байгаа эсэхийг нягтлан хянах нь техникийн үйлчилгээний төлөвлөлтөнд маш чухал нөлөө үзүүлдэг. Урьдчилан сенсоруудыг хянах замаар нийлүүлэх систем нь зүйл бүрэн гэмтэх хүртэл хүлээгээд засварлахаас ойролцоогоор 28% илүү үргэлжилдэг. Бодитоор 2008 оны орчимд дүрэм журам нь ихээр өөрчлөгдсөн. Одоо ихэнх шатахуунтай машинууд нэгийг биш хоёр хүчилтөрөгчийн сенсор хэрэгтэй бөгөөд замын дагуу явж буй загваруудын 98%-ийг хамарч байна. Энэ нь үйлдвэрлэгчдэд цаашид бүр тогтоогдож буй нийлүүлэлтийн стандартыг хангахад тусалж байна.

Хөдөлгүүрийн цацралтын шалгалтанд хүчилтөрөгчийн сенсорын ажиллагаа болон дагаж мөрдөх байдлын холбоо

Хүчилтөрөгчийн сенсорын ажиллагаа болон мужийн цацралт, тосон уур шалгалтанд амжилттай өнгөрөхийн хоорондын холбоо

Хаанаасаа ажилладаг хүчилтөрөгчийн сенсор нь цацрагийн шалгалтанд ихэнхдээ ялгааг бий болгодог. Сенсор нь шаталтын удирдлагын төхөөрөмжийг (ECU) зөв ажиллуулахад тусалдаг тул гидроцарбон нь миль бүрд 4 грамм, азотын исэл нь миль бүрд 0.7 граммаас хэтрэхгүй байна. Энэ нь 2023 оны EPA Tier 3 дүрмийн дагуу туйлын чухал тоонууд юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр сенсорууд элэгдэж эхлэхэд байдал хүнд болдог. Тэдгээр нь элэгдэж болохгүй бол ECU нь түлшний үндсэн тохиргоонд тулгуурлах эрхгүй болдог бөгөөд энэ нь нүүрсхүчлийн монооксидын хэмжээг 5%-иас хэтрүүлж болдог. Энэ нь ерөнхийдөө хөдөлгүүрүүдийн 0.1%-иас 0.3% хүртэлх хэвийн ажиллагааны хэмжээнээс олон дахин их юм.

Амжилтгүй хүчилтөрөгчийн сенсор нь яагаад азотын исэлийн гарцыг ихэсгэдэг болон шалгалтыг давахгүй болохыг тайлбарлах

Сенсорууд муудах үед катализаторын ажиллагаанд ихээр халдаг. CARB-ын зарим туршилтаас NOx ялгаралт нь зөвшөөрөгдсөн хэмжээнээсээ гурван дахин ихсэж болохыг харуулжээ. Сенсорууд удаан хариу өгөхөд энэ асуудал илүү хүнд болдог. Энэ нь холимогт их түлш орох (баян холимог) эсвэл бага орох (ядуу холимог) шалтгаантай болдог. Баян холимог нь шатаагүй хий ихтэй байхыг, ядуу холимог нь цахилгаан хөдөлгүүрийн температурыг хэвийнхээс ихсүүлдэг. Эдгээр хоёр нөхцөл нь бид бүгд зогсоохыг оролддог хорт NOx бохирдуулагчдыг үүсгэдэг. Ихэнх жолоочид машиныг нь шалгахаас хамаагүй өмнө л ямар нэг зүйл буруу явж байгааг мэдэрдэг. Хэвийн бус хөдөлгүүрийн ажиллагаа, ганц эгшигтэй өндөр хүчтэй үнэр (боловсорсон өндөг шиг) илэрдэг. Эдгээр шинж тэмдгүүд нь хөдөлгүүрийн хаягдлыг бууруулах системд асуудал үүсэж байгааг мэдэгдэх нэгэн төрлийн улаан дурын тэмдэг мэт юм.

OBD-II болон хүчилтөрөгчийн сенсорын мэдээллийн үүрэг нэмэгдэж буй нь автоматаар хаягдлыг хянадаг програмуудад байна.

Одоо АНУ-ын 41 улс хүрэлцээний шалгалт явуулахдаа ОВD-II өгөгдлийг ашиглаж байгаа бөгөөд урт удаан хэрэглэгдэж ирсэн хоолойн хэмжилтээс шилжин бодит цагийн системийн оношлогоо хийж эхэлсэн. Энэ хөгжил нь тасралтгүй хяналт тавих, асуудлуудыг эрт илрүүлэх боломжийг олгодог.

Калифорниагийн Технологийг дэмжсэн бүрэнгийн шалгалтын програм (2025) нь энэхүү дэвшилтийг илэрхийлэх жишээ юм. Энэ нь томоохон хотын орчинд урт хугацааны дагаж мөрдөлтийг нарийвчлал, баталгаажуулалтыг сайжруулахын тулд сенсорын бэлэн байдал, хүчдэлийн загварын шинжилгээг ашиглан цацрагийн шалгалтыг орлуулдаг.

Түгээмэл асуултууд (FAQ)

Машины хүчилтөрөгчийн сенсорын үүрэг юу вэ?

Хүчилтөрөгчийн сенсорууд нь шаталтын үр ашиг, цацрагийн бууруулалтыг зориулан цэнэглэх агаар-түлшний харьцааг зохицуулахад тусладаг.

Циркониум болон титаниум сенсорууд юугаараа ялгаатай вэ?

Циркониум сенсор нь хүчилтөрөгчийн ялгаатай байдал дээр суурилж хүчдэл үүсгэдэг бол титаниум сенсор нь гадны хүчдлийн эх үүсвэр шаардлагатай бөгөөд эсэргүүцлийн өөрчлөлтийг хэмждэг.

Хүчилтөрөгчийн сенсор гэмтэх үед юу болох вэ?

Хүчилтөрөгчийн сенсор гэмтэхэд ECU нь нээлттэй горимд шилжинэ. Энэ нь хөдөлгүүрийн жигд бус ажиллагаа, бохирдол ихсэх, түлшийн ашиглалтын багасалтанд хүргэдэг.

Орчин үеийн хөдөлгүүрт хэлбэлзэх урттай хүчилтөрөгчийн сенсорыг яагаад ашигладаг вэ?

Өргөн зурвасны сенсорууд нь цохилтот нийлмэл байдлын стандартыг хангах болон өндөр ашиглалтын хөдөлгүүрүүдэд тохиромжтой агаар-түлшний харьцааг нарийн байдлаар удирдах боломжийг олгодог.