酸素センサーは発電しますか?

Apr 16, 2023

修理室の中で化学や物理学の授業がどこで役立つか考えたことはありますか? これらの研究から得られた知識は、燃料供給システムに関する複雑な問題を理解するのに実際に役立つ可能性があります。

十分な大きさの酸素センサーを構築でき、センサーの内側と外側の空気の酸素の差が十分に大きければ、電気が発生します。 センサーが大きいほど、より多くの電力が生成されます。 これは、アポロロケット計画で使用される燃料電池の基本原理によく似ています。

酸素センサーは、センサーの熱駆動電気化学燃料電池の形成に使用される化合物である酸化ジルコニウム (ZrO2) でできています。 エネルギーは、内部と外部の酸素の差によって生成されます。

2 つのプラチナ (Pt) 電極が ZrO2 上に配置され、出力電圧を制御モジュールに接続します。 出力電圧 0.2 V (200 mV) DC は、排気流に酸素が多く含まれる希薄混合気を表します。 0.8 V (800 mV) DC の測定値は、排気流中に酸素がほとんどまたはまったくない、濃厚な混合気を表します。 理想的な点は 0.45 V (450 mV) DC です。これは、空気と燃料の量が最適な (化学量論的) 比率になる場所です。

コントローラーは、電圧範囲の中間点として 450 mV を使用して、インジェクター パルス サイクルの燃料調整を制御します。 コントローラーへのセンサーのアナログ入力は、燃料調整ソフトウェア プログラムを駆動するデジタル リッチまたはリーン コマンドに変換されます。 「ブロック学習」とも呼ばれるこの機能は、燃料インジェクターのサイクル時間を調整します。 リッチ信号またはリーン信号をコントローラーに送信するには、センサーによって生成される電圧がダンピング ゾーンの電圧より大きいか小さい必要があります。

ダンピング ゾーンはサスペンションのショックアブソーバーのように機能し、電圧信号の振動を防ぎます。 平面空燃比センサーは、標準的な酸化ジルコニウム酸素センサーとポンプ セルを組み合わせたもので、極端なリッチおよびリーン条件を通じて理論空燃比の一定の検出を維持します。 ポンプ セルは、制御回路に接続されたセンサーの酸化ジルコニウム内の拡散ギャップです。

ポンプ セルは、拡散ギャップに酸素を追加または減算することにより、センサーの酸素濃度を制御します。 電子回路への入力により、ポンプセル内の電流の極性が変化し、酸素濃度が変化します。 入力およびトリム電流の流れの極性の変化により、制御回路はリッチ信号またはリーン信号をエンジン制御モジュールに送信します。

自動車修理がロケット科学ではないと誰が言ったでしょうか?