자동차 전면 산소 센서란 무엇입니까?
자동차 전방 산소 센서는 3원 촉매 변환기 앞에 설치되는 산소 센서입니다. 주요 기능은 엔진 배기가스 중 산소 농도를 감지하여 전기 신호 형태로 ECU(전자 제어 장치)에 제공하는 것입니다. ECU는 배기가스 중 산소 농도에 따라 연료 분사량을 폐루프 방식으로 제어하여 혼합비의 공연비를 이론 공연비에 가깝게 조절함으로써 연소 효율을 최적화하고 배출가스를 저감합니다.
전면 산소 센서의 작동 원리는 양쪽에 소결된 다공성 백금 전극이 있는 지르코니아 세라믹 튜브를 기반으로 합니다. 특정 온도에서 양쪽의 산소 농도 차이로 인해 고농도 측의 산소 분자가 백금 전극의 전자와 결합하여 산소 이온을 형성하여 전극이 양전하를 띠고 산소 이온이 전해질을 통해 저산소 농도 측으로 이동하여 전극이 음전하를 띠게 되어 전위차가 발생합니다. 혼합물이 얇으면 배기 가스의 산소 함량이 높고 전위차가 작습니다. 혼합물이 농축되면 배기 가스의 산소 함량이 낮고 전위차가 큽니다. ECU는 이 전위차에 따라 연료 분사를 조정하여 폐루프 제어를 수행합니다.
전방 산소 센서는 삼원 촉매 변환기 앞에 설치되며 주로 엔진 배기가스 중 산소 농도를 감지합니다. 전방 산소 센서와 후방 산소 센서에서 감지된 데이터가 동일하다면 삼원 촉매 변환기에 문제가 있을 수 있으며, 점검 및 정비가 필요합니다.
자동차 전방 산소 센서의 주요 기능은 엔진 배기가스 중 산소 함량을 감지하고, 이 정보를 전압 신호로 변환하여 엔진 컴퓨터(ECU)로 전송하여 공연비의 폐루프 제어를 실현하는 것입니다. 특히, 전방 산소 센서는 배기가스 중 산소 농도를 모니터링하여 ECU가 연료 분사량을 조절하고, 이상적인 공연비를 유지하며, 연비를 최적화하고, 연료 소비를 줄이며, 일산화탄소(CO) 및 질소산화물(NOx)과 같은 유해 가스의 배출량을 줄이는 데 도움을 줍니다.
작동 원리
전면 산소 센서는 배터리처럼 작동하며, 핵심 구성 요소는 고온에서 작동하고 백금 촉매 작용을 하는 지르코니아 원소입니다. 센서는 지르코니아 내부와 외부의 산소 농도 차이를 이용하여 전위차를 발생시키며, 농도 차이가 클수록 전위차도 커집니다. 배기가스 내 산소 농도는 대기 중 산소 농도에 비해 낮으며, 이 농도 차이는 전극 사이에 전압 신호를 생성합니다. ECU는 이 신호에 따라 연료 분사량을 조절하여 혼합비(공연비)가 이론상 최적값에 가까워지도록 합니다.
설치 위치
전방 산소 센서는 일반적으로 삼원 촉매 앞에 설치되며 엔진 배기가스 내 산소 농도를 감지하는 데 사용됩니다. 후방 산소 센서는 삼원 촉매 변환기 뒤에 설치되어 촉매 정화 후 배기가스 내 산소 농도를 감지합니다. 산소 센서에서 측정한 산소 농도 데이터가 전후에 동일하다면 삼원 촉매 변환기에 문제가 있음을 나타낼 수 있습니다.
실패 효과
전방 산소 센서에 문제가 발생하면 공회전 속도 불안정 및 연료 과다 소비와 같은 문제가 발생할 수 있습니다. ECU가 정확한 산소 농도 신호에 따라 연료 분사량을 조절하지 못하면 엔진 성능이 저하되고 배기가스도 악화됩니다.
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