2.3. Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử động cơ K20Z2
2.3.4.4. Cảm biến ôxy
Để giúp cho động cơ có lắp bộ lọc khí xả 3 thănh phần (TWC) đạt được hiệu quả lọc tốt đồng thời giúp cho động cơ hoạt động được tốt, giảm ô nhiễm môi trường, đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp xăng vă khơng khí đạt được giâ trị lý tưởng người ta sử dụng cảm biến ơxy nhằm kiểm sơt lượng ơxy có trong khí xả của động cơ.
Cảm biến ơxy lă cảm biến quan trọng trong động cơ có trang bị hệ thống phun xăng điện tử. Với xu thế chung về thị hiếu của người tiíu dùng, đồng thời đâp ứng được những u cầu khắt khe của luật mơi trường thì trín động cơ K20Z2 cũng được trang bị bộ lọc khí xả 3 thănh phần vă cảm biến Ơxy.
6 7 5 4 3 2 1 8
Hình 2.27. Kết cấu cảm biến ôxy
1 - Đầu bảo vệ; 2 - Bộ phận cảm biến; 3 - Đệm; 4 - Thđn cảm biến ; 5 - Lớp câch điện; 6 - Đường khơng khí văo; 7 - Giắc cắm; 8 - Đường khí xả văo.
Cấu tạo của cảm biến ơxy bao gồm thđn cảm biến được giữ trong một chđn có ren, bao ngoăi một ống bảo vệ vă được nối với câc đầu dđy điện. Bề mặt ngoăi của chất ZrO2 được phủ một lớp platin mỏng cả mặt trong lẫn mặt ngoăi. Ngoăi lớp platin lă một lớp gốm ZrO2 rất xốp vă kết dính có nhiệm vụ bảo vệ lớp platin khơng bị hỏng do va chạm với câc phần tử rắn có trong khí thải. Một ống kim loại bảo vệ bao ngoăi cảm biến tại đầu nối điện uốn kĩp giữ liền với ống năy có một lỗ để bù trừ âp suất trong cảm biến vă để đỡ lò xo đĩa. Để giữ cho muội than không đống văo lớp gốm ZrO2, đầu tiếp xúc khí thải của cảm biến có một ống đặc biệt có cấu tạo dạng rênh để khí thải vă phđn tử khí chây đi văo sẽ bị giữ lại vă không tiếp xúc trực tiếp với thđn gốm ZrO2.
Đặc điểm của cảm biến ôxy với ZrO2 lă nhiệt độ lăm việc phải trín. Do đó, để giảm thời gian chờ người ta dùng loại cảm biến có điện trở tự nung bín trong. Điện trở dđy nung được lắp trong cảm biến, được cung cấp điện từ ăcquy qua cơng tắc mây vă được điều khiển bằng ECU.
Ngun lý hoạt động, cảm biến được chế tạo chủ yếu từ chất Zirconium (ZrO2) có tính chất hấp thụ những ion ơxy đm tính. Thực chất cảm biến năy lă một pin điện có suất điện động phụ thuộc văo nồng độ ơxy trong khí thải với ZrO2 lă chất điện phđn. Mặt trong ZrO2 tiếp xúc với khơng khí, mặt ngoăi tiếp xúc với ơxy trong khí thải. Ở
mỗi mặt của ZrO2 được phủ một lớp điện cực bằng platin để dẫn điện, lớp platin năy rất mỏng vă xốp để ôxy dễ khuyếch tân văo. Khi khí thải chứa lượng ơxy ít do hỗn hợp giău nhiín liệu thì số ion ơxy tập trung ở điện cực tiếp xúc khí thải ít hơn số ion tập trung ở điện cực tiếp xúc với khơng khí, sự chính lệch số ion năy sẽ tạo ra một tín hiệu điện âp khoảng 600 - 900 mV. Ngược lại, khi độ chính lệch số ion ở hai cực điện nhỏ trong trường hợp nghỉo xăng, pin ơxy sẽ phât ra tín hiệu điện âp thấp khoảng 100 - 400 mV.
Mạch điện cảm biến.
Hình 2.28. Sơ đồ mạch điện cảm biến ơxy
1 - Khối cảm biến; 2 - Giắc kiểm tra; 3 - Khối điều khiển.
Mạch điện của cảm biến gồm: khối điều khiển, cảm biến ôxy, câc dđy dẫn vă bộ phận tạo điện âp thay đổi được đấu nối tiếp với một biến trở. Bộ phận tạo điện âp tạo ra điện âp có giâ trị thay đổi vă dao động trong khoảng 0 – 1V. Điện trở bảo vệ cho cảm biến không bị quâ tải khi xảy ra đoản mạch giữa cảm biến vă khối điều khiển