CẢM BIẾN OXY DENSO GIA TĂNG HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ Ô TÔ

Lượt xem: 1992 - Ngày đăng : 31/12/2020

Denso là công ty duy nhất cung cấp một số ứng dụng EMS chất lượng nhất định như OE cho thị trường hậu mãi - Denso Aftermarket đã làm cho nhiều sản phẩm EMS của hãng Denso đã trở nên độc đáo hơn.

Cơ khí chính xác. Thiết kế tiên tiến. Chất lượng OEM cao nhất. Đây là những tiêu chuẩn đặc biệt mà chúng ta sẽ tìm thấy trong phạm vi hệ thống quản lý động cơ (EMS) của Denso dành cho thị trường sửa chữa (hệ thống hậu mãi).

Cảm biến oxy, có tên gọi khác là cảm biến Lambda, là một trong 06 sản phẩm EMS của Denso đều được cấu thành từ công nghệ Denso nguyên bản đảm bảo sự hoàn hảo, phù hợp và đáng tin cậy, hiệu suất vượt trội trên mọi hành trình xe chạy.

Các thông số của cảm biến oxy - Lambda Sensor

1. Hàn laser robot

2. Bộ lọc PTFE xốp: cho phép oxy trong không khí đi vào cảm biến mà không để nước hoặc chất gây ô nhiễm động cơ ngấm vào vỏ.

3. Vỏ bảo vệ kép: duy trì nhiệt độ đơn vị thích hợp để có thời gian phản hồi nhanh hơn và bảo vệ phần tử gốm chống ngộ độc silicone và chì.

4. Vỏ cảm biến làm bằng thép không gỉ: chống lại sự ăn mòn và nhiễm bẩn với thân máy chắc chắn, kín nước.

5. Lớp bẫy nhôm-oxit: giữ silicone và chì bên ngoài tấm kính gốm thông qua thiết kế độc quyền của Denso, tránh làm hỏng điện cực bạch kim.

Hoạt động của cảm biến oxy - Lambda Sensor

Cảm biến oxy - Lambda Sensor hoạt động cùng với hệ thống phun nhiên liệu, bộ chuyển đổi xúc tác và hệ thống quản lý động cơ, hoặc bộ điều khiển điện tử (ECU) để giúp đạt được mức phát thải (khí thải) động cơ thấp nhất có thể nhằm giảm tác hại tới môi trường:

► Cảm biến Lambda giám sát tỷ lệ % oxy chưa được đốt cháy có trong khí thải của ô tô.

► Tùy theo hàm lượng oxy trong khí thải quá cao (hỗn hợp nhạc), hay quá thấp (hỗn hợp giàu), Cảm biến Lambda truyền tín hiệu điện áp dao động thay đổi nhanh đến ECU.

► ECU phản hồi thông tin này bằng cách điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp không khí / nhiên liệu đi vào bộ chuyển đổi xúc tác. Mục đích là giữ cho tỷ lệ không khí / nhiên liệu rất gần với điểm 'đo phân đoạn', là tỷ lệ lý tưởng được tính toán giữa không khí và nhiên liệu đi vào bộ chuyển đổi xúc tác.

Về mặt lý thuyết, với tỷ lệ này, tất cả nhiên liệu sẽ được đốt cháy bằng cách sử dụng gần như toàn bộ lượng oxy trong không khí. Lượng oxy còn lại phải chính xác là lượng phù hợp để bộ chuyển đổi xúc tác hoạt động hiệu quả.

Cảm biến oxy nâng cao hiệu suất động cơ

Các chức năng cảm biến oxy rất cần thiết trong việc đảm bảo hoạt động của động cơ xe hơi hiện đại. Chức năng cảm biến oxy không chỉ có thể đảm bảo rằng động cơ ô tô tạo ra ít khí thải hơn, mà còn đảm bảo rằng phương tiện đang sử dụng nhiên liệu một cách hiệu quả.

Trong khi các cảm biến oxy truyền thống là các công tắc riêng biệt chỉ bật / tắt, có nghĩa là nồng độ oxy cao hơn hoặc thấp hơn một mức nhất định, các cảm biến hiện đại hơn có thể đo nồng độ oxy chính xác. Các cảm biến oxy này được gọi là cảm biến tuyến tính.

Không giống như cảm biến oxy 'chuyển mạch', cảm biến tuyến tính có thể cung cấp các chức năng của cảm biến tiên tiến giúp kiểm soát, nâng cao hiệu suất động cơ ô tô. Bằng cách giám sát khí thải chính xác hơn, các cảm biến này cho phép hệ thống quản lý động cơ (EMS) điều chỉnh hiệu suất của động cơ, giúp động cơ tiết kiệm nhiên liệu hơn, thân thiện hơn với môi trường và thậm chí làm cho động cơ hoạt động thông minh hơn.

Điều này có nghĩa là việc triển khai các chức năng cảm biến oxy tiên tiến mang lại lợi ích cho cả nhà sản xuất và chủ sở hữu xe; làm cho xe thân thiện với môi trường và thậm chí đáng tin cậy hơn trong nhiều ứng dụng và tình huống khác nhau.

Kiểm soát chế độ khí thải thừa và trong giới hạn

Trong các phương tiện xe ô tô hiện đại, một số biện pháp kiểm soát khí thải đã được đặt trong động cơ ô tô để đảm bảo rằng khí thải của xe nằm trong giới hạn quy định. Một trong những bộ điều khiển này là bộ chuyển đổi chất xúc tác 3 chiều, giúp lọc sạch khói thải.

Bộ phận này hoạt động trong phạm vi nồng độ khí thải rất cụ thể, có nghĩa là nếu nồng độ hydrocacbon hoặc oxy quá cao hoặc quá thấp, thì bộ chuyển đổi chất xúc tác có thể bị hỏng. Cảm biến tuyến tính giúp bảo vệ bộ chuyển đổi chất xúc tác khỏi bị hư hỏng bằng cách giúp bộ điều khiển động cơ (ECU) xác định sự hiện diện thực tế của oxy trong bộ chuyển đổi chất xúc tác.

Điều này có nghĩa là nếu động cơ đang hoạt động ở vòng quay cao có hỗn hợp loãng hơn, các cảm biến tuyến tính có thể phản hồi liệu nồng độ oxy cao hơn hay thấp hơn mức trung bình, cho phép ECU thực hiện một biện pháp đối phó.

Bằng cách không chỉ phát hiện xem khí thải có chứa oxy hay không, mà ở nồng độ nào, ECU có thể bảo vệ bộ chuyển đổi chất xúc tác khỏi sự tiếp xúc quá mức hoặc quá mức của oxy hoặc hydrocacbon. Việc kiểm soát này đảm bảo rằng động cơ chạy hiệu quả, bất kể thành phần hỗn hợp không khí / nhiên liệu, ngăn ngừa mức độ khí thải cao và hư hỏng bộ chuyển đổi chất xúc tác.

Phát hiện hiệu suất hoạt động khác nhau giữa các xy-lanh

Khi động cơ tới hạn mòn, các xy-lanh của động cơ có thể bắt đầu hoạt động khác nhau. Với tính năng phát hiện mất cân bằng xy-lanh, các cảm biến có thể theo dõi những thay đổi này về hiệu suất và nhắc ECU thực hiện hành động hiệu chỉnh các kiểm soát.

Thứ nhất, các cảm biến này (có độ chính xác cao và phản hồi nhanh) sẽ phát hiện các xung khí thải riêng lẻ đi qua và cảnh báo ECU về bất kỳ thay đổi nào. Sau đó, ECU có thể liên hệ từng xung với từng xy-lanh riêng lẻ và kiểm tra các phép đo bằng cách buộc một tín hiệu đặc biệt, ví dụ, buộc đánh lửa sai bằng cách không đánh lửa một trong các xy-lanh.

Khi một tín hiệu bất thường được phát hiện, sau đó ECU có thể bù đắp cho sự thiếu hoạt động của xy-lanh đó, khắc phục sự cố mà không gây cưởng bức cho các xy-lanh còn lại. Điều này có nghĩa là hiệu suất được duy trì mà không ảnh hưởng đến công suất động cơ.

Ngoài ra, ECU có thể sử dụng thông tin từ các tín hiệu bất thường này để báo cáo bất kỳ sai lệch bất thường nào của xy-lanh riêng lẻ cho hệ thống chẩn đoán tích hợp (OBD). Sau đó, chúng được đọc dưới dạng mã lỗi chẩn đoán (DTC), cho phép kỹ thuật viên tìm ra nguyên nhân gốc rễ và sửa chữa động cơ nhanh chóng và hiệu quả hơn.

Cảm biến trong hệ thống xử lý khí thải sau xử lý

Do ngày càng có nhiều áp lực lên các nhà sản xuất ô tô để giảm lượng khí thải, các hệ thống xử lý sau đây đã được đưa vào sử dụng. Các hệ thống này bao gồm tuần hoàn khí thải, bộ chuyển đổi chất xúc tác oxit nitơ và bộ lọc hạt động cơ diesel (DPF), tất cả đều được thiết kế để giảm lượng khí thải trong khói thải được tạo ra.

Cảm biến oxy được sử dụng cùng với cảm biến áp suất và nhiệt độ để theo dõi các điều kiện mà các hệ thống này hoạt động. Chúng đo nồng độ oxy và cho phép ECU đánh giá xem các điều kiện có nằm trong các thông số kỹ thuật hoạt động thích hợp của các hệ thống cụ thể hay không, ví dụ: quá trình tái tạo DPFs yêu cầu nồng độ oxy cao và nhiệt độ cao. Cảm biến oxy không chỉ đảm bảo rằng các hệ thống này có thể hoạt động mà còn là cơ sở để ngăn ngừa thiệt hại có thể rất tốn kém.

Các hệ thống này hầu hết được trang bị trên các phương tiện xe cộ chạy bằng động cơ diesel hiện đại, với một hoặc nhiều hệ thống được hỗ trợ bởi một hoặc nhiều cảm biến oxy. Tuy nhiên, các dự án Denso OE mới đã tận dụng các cảm biến mới nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho các chức năng tiên tiến này cho động cơ chạy bằng xăng và đưa hỗ trợ cho những phương tiện này tuân thủ các quy định về khí thải.

Cảm biến oxy làm giảm lượng khí thải và tiêu thụ ít nhiên liệu hơn

Là một yếu tố quan trọng của EMS (hệ thống quản lý động cơ), các cảm biến này cho phép các phương tiện kiểm soát tốt hơn lượng khí thải ra mà không ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ. Trên thực tế, khả năng tự chẩn đoán của xe được cải thiện đáng kể, đồng nghĩa với việc hiệu suất động cơ cũng được cải thiện. Do đó, bằng cách cho phép kiểm soát định lượng và thông tin chi tiết theo thời gian thực về hiệu suất động cơ, các chức năng cảm biến oxy tiên tiến, cùng với các bộ phận khác của hệ thống truyền lực, chẳng hạn như ECU hoặc hệ thống xử lý, cho phép cả nhà sản xuất và người lái xe đều được hưởng lợi từ hiệu suất động cơ tốt hơn.

Vai trò quan trọng của cảm biến oxy

Cảm biến oxy đã trở thành một thành phần quan trọng của hệ thống quản lý động cơ (EMS) trong hơn 40 năm qua. Khi tập trung nhiều hơn vào việc giảm lượng khí thải độc hại, chúng đang chiếm vị trí trung tâm trong cuộc chiến giảm tác động tới môi trường của các phương tiện giao thông ngày nay, cũng như chúng tối đa hóa hiệu quả của động cơ đốt trong hiện đại.

Khi các nhà sản xuất ô tô phải vật lộn với những thách thức về các mục tiêu khí thải ngày càng khắt khe hơn, cảm biến oxy được yêu cầu để thực hiện nhiều nhiệm vụ hơn bao giờ hết. Trong tính năng này, chúng ta sẽ khám phá hai chức năng tiêu chuẩn của cảm biến dưới đây.

Chức năng cổ điển - cảm biến điều chỉnh

Tỷ lệ hổn hợp không khí và nhiên liệu cần phải chính xác để động cơ đốt trong hoạt động hiệu quả. Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hỗn hợp nhiên liệu, bao gồm nhiệt độ và tải động cơ. Điều bắt buộc là chất lượng của hỗn hợp phải được đo chính xác và thường xuyên.

Cảm biến oxy không thể thiếu trong việc đo nồng độ oxy trong khí thải. Chúng chuyển đổi các phép đo đó thành một tín hiệu sau đó được đưa trở lại Bộ điều khiển điện tử (ECU) của động cơ. ECU sử dụng tín hiệu để kiểm soát các thông số thời gian của kim phun, giám sát và điều chỉnh mức độ phù hợp.

Động cơ hoạt động hiệu quả nhất khi hỗn hợp nhiên liệu không khí ở mức 14,7:1. Đây được gọi là tỷ lệ cân bằng, hay Lambda 1 (λ = 1). Do đó, công việc của các cảm biến oxy này thường được gọi là điều chỉnh Lambda.

Để cho phép ECU kiểm soát hỗn hợp không khí và nhiên liệu quan trọng đó, cảm biến oxy là cảm biến quan trọng nhất trong EMS. Lỗi của cảm biến có nghĩa là EMS không còn nhận được phản hồi về nồng độ oxy trong khí thải, buộc động cơ phải chạy trong điều khiển vòng hở, có nghĩa là động cơ đang "đoán" và do đó kém hiệu quả hơn và tạo ra nhiều tác hại hơn trong khí thải.

Chức năng thứ hai - cảm biến chẩn đoán

Độ tin cậy của bộ chuyển đổi xúc tác rất quan trọng trong việc kiểm soát khí thải từ các động cơ xăng hiện đại. Theo thời gian, các bộ chuyển đổi 3 chiều này có thể từ từ xuống cấp hoặc bị hư hỏng, có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng đối với các loại khí mà phương tiện thải ra khí quyển.

Để đảm bảo xe tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải khắt khe hơn bao giờ hết, một cảm biến oxy thứ cấp được thêm vào phía dưới của bộ chuyển đổi xúc tác để liên tục theo dõi xem nó có hoạt động bình thường không.

Thực hiện vai trò của một cảm biến chẩn đoán, nó đo nồng độ oxy để đảm bảo mức oxy phù hợp đến bộ chuyển đổi. Đây là điều cần thiết nếu bộ chuyển đổi thực hiện được vai trò của nó trong việc chuyển đổi các chất độc hại thành khí ít gây hại cho môi trường.

Các phản ứng hóa học diễn ra trong bộ chuyển đổi xúc tác có nghĩa là mức oxy thải ra phải gần bằng không. ECU sử dụng các tín hiệu nhận được từ cả cảm biến oxy điều chỉnh và chẩn đoán để đảm bảo động cơ hoạt động ở mức tối ưu.

Vai trò quan trọng của cảm biến oxy

EMS ngày nay nhận tín hiệu đầu vào từ nhiều loại cảm biến khác nhau, nhưng cảm biến oxy dẫn đầu trong việc đo lường những gì đang xảy ra trong hỗn hợp không khí / nhiên liệu. Khi các cơ quan quản lý nỗ lực hướng tới việc ngăn chặn hơn nữa việc phát tán khí độc hại vào bầu khí quyển, các cảm biến oxy này sẽ đóng một vai trò lớn hơn bao giờ hết trong việc kiểm soát phát thải chất ô nhiễm và tiết kiệm nhiên liệu và kinh tế vận hành xe.

Denso không thể đoán trước được những thách thức trong tương lai đối với các linh kiện ô tô, nhưng hãng có thể chắc chắn rằng, tin rằng khi công nghệ và pháp lý môi trường phát triển, các cảm biến oxy - lambda Sensor này sẽ vẫn đi đầu trong thiết kế thế hệ động cơ đốt trong ở tương lai.

AUTO HTM SERVICE