I sensori di ossigeno generano elettricità?

Apr 16, 2023

Ti sei mai chiesto dove un corso di chimica o fisica potrebbe tornare utile all'interno dell'area riparazioni? La conoscenza di questi studi potrebbe effettivamente aiutarti a comprendere un problema sconcertante con un sistema di erogazione del carburante.

Se potessi costruire un sensore di ossigeno abbastanza grande e la differenza di ossigeno fosse abbastanza grande tra l’aria all’interno e all’esterno del sensore, genererebbe elettricità. Più grande è il sensore, maggiore sarà la potenza generata. È molto simile al principio di base di una cella a combustibile utilizzata nel programma missilistico Apollo.

Un sensore di ossigeno è costituito da ossido di zirconio (ZrO2), un composto chimico utilizzato per formare la cella a combustibile elettrochimica a comando termico del sensore. L'energia è generata dalla differenza di ossigeno all'interno rispetto all'esterno.

Due elettrodi di platino (Pt) sono posizionati su ZrO2 per fornire una connessione per la tensione di uscita a un modulo di controllo. Una tensione di uscita di 0,2 V (200 mV) CC rappresenta una miscela magra in cui è presente molto ossigeno nel flusso di scarico. Una lettura di 0,8 V (800 mV) CC rappresenta una miscela ricca in cui c'è poco o nessun ossigeno nel flusso di scarico. Il punto ideale è 0,45 V (450 mV) CC: è qui che le quantità di aria e carburante si trovano nel rapporto ottimale, o stechiometrico.

Il controller utilizza 450 mV come punto medio in un intervallo di tensione per controllare la regolazione del carburante per il ciclo di impulsi dell'iniettore. L'ingresso analogico del sensore al controller viene convertito in un comando digitale ricco o magro per azionare un programma software di regolazione del carburante. A volte indicato come "Block Learn", regola il tempo di ciclo dell'iniettore di carburante. La tensione generata dal sensore deve essere maggiore o minore della tensione della zona di smorzamento per inviare un segnale ricco o magro al controller.

La zona di smorzamento agisce come un ammortizzatore su una sospensione per evitare oscillazioni del segnale di tensione. Un sensore aria-carburante planare è una combinazione di un sensore di ossigeno all'ossido di zirconio standard e una cella della pompa per mantenere un rilevamento costante di un rapporto stechiometrico aria-carburante in condizioni estremamente ricche e magre. La cella della pompa è un'intercapedine di diffusione nell'ossido di zirconio del sensore collegata ad un circuito di controllo.

La cella della pompa controlla la concentrazione di ossigeno del sensore aggiungendo o sottraendo ossigeno allo spazio di diffusione. L'ingresso al circuito elettronico modifica la concentrazione di ossigeno cambiando la polarità del flusso di corrente nella cella della pompa. La modifica della polarità del flusso di corrente in ingresso e di assetto fa sì che il circuito di controllo invii un segnale ricco o magro al modulo di controllo del motore.

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