산소 센서 및 촉매 효율

Apr 18, 2023

전통적인 산소 센서이든 공연비 센서이든 상관없이 외부 공기와 배기 가스 사이의 산소 수준 차이를 측정합니다. 배기 가스에 포함된 산소의 양을 파악함으로써 엔진 관리팀은 가능한 최고의 출력, 효율성 및 배기가스 배출을 위해 엔진에 주입되는 연료의 양을 제어할 수 있습니다.

배기 흐름에 너무 많은 산소가 발견되면 엔진이 너무 희박하게 작동하는 것입니다. 배기 흐름에서 산소가 너무 적게 측정되면 엔진이 너무 풍부하게 작동하는 것입니다. 이것은 산소 센서 및 연료 트림에 대한 매우 기본적인 개요이지만 실린더에서 연소되는 연료의 양이 배기 가스의 산소 양을 결정한다는 점을 명심하십시오.

이것은 완벽한 과정이 아닙니다. 엔진 관리 모듈은 항상 최적의 인젝터 개방 시간을 찾고 있습니다. 산소 농도는 항상 풍부함과 희박 사이를 오갑니다. 산소 센서와 정확한 연료 분사 장치가 더 민감할수록 농후와 희박 사이의 변동은 더 작아집니다. 새로운 공연비 또는 광대역 센서는 광범위한 연료 상태를 감지할 수 있습니다. 또한 이러한 유형의 센서는 작동 온도에 더 빨리 예열됩니다.

산소 센서 또는 공연비 센서의 정보를 통해 엔진 관리 시스템은 연료 분사기 개방 시간을 줄일 수 있습니다. 최상의 연소를 위해 공기와 연료의 비율이 14.7인 완벽한 람다 수치가 있지만, 많은 엔진이 이 범위 밖에서 작동합니다. 그러나 람다 한계에서는 산소와 연료가 질소, 수소, 탄소와 결합하여 환경에 좋지 않은 화합물을 형성할 수 있습니다.

산소 센서는 또한 촉매 변환기의 작동을 모니터링합니다. 연료 트림을 제어함으로써 촉매층의 온도를 제어할 수 있습니다. 촉매 변환기는 화씨 400~600도에서 작동하기 시작합니다. 정상 작동 온도 범위는 최대 1,200~1,600도입니다. 온도를 제어함으로써 변환기 내부의 반응을 제어하는 ​​것이 가능합니다.

촉매 변환기 내부의 반응은 하류 센서라고 불리는 배출구의 산소 센서에 의해 모니터링됩니다. 엔진 관리 모듈은 두 센서를 비교하여 촉매 변환기에 의해 산소 수준이 감소하는지 확인합니다.

촉매 효율 모니터는 촉매 변환기가 배기가스 배출을 미리 정해진 값 내에서 유지할 만큼 충분히 높은 효율 등급으로 작동하는지 확인합니다. PCM은 업스트림 및 다운스트림 산소 센서의 신호를 비교하여 컨버터의 상태를 결정합니다. 이러한 "테스트"를 준비 모니터라고 합니다.

컨버터에는 차량 제조업체에서 계산한 효율 등급이 있습니다. 변환기의 효율은 엔진의 연료 트림과 관련이 있습니다. 연료 트림은 산소 센서로 모니터링되며 PCM으로 지속적으로 조정됩니다. 이는 가장 효율적인 작동을 위해 변환기를 올바른 온도로 유지하는 데 도움이 됩니다. 변환기가 하는 일 중 하나는 일정량의 산소를 저장하는 것입니다. 엔진이 너무 풍부하게 작동하면 산소를 저장할 수 없습니다. 너무 희박하게 작동하면 산소 수준으로 인해 변환기가 최적의 열 범위에 도달하지 못할 수 있습니다.

변환기 효율성은 스캔 도구를 사용하여 확인할 수 있을 뿐만 아니라 풍부함과 희박 사이의 O2 전환을 관찰할 수 있습니다. 실험실 범위를 사용하여 스위칭을 모니터링할 수도 있습니다. 효율성이 지정된 수준 이하로 떨어지고 다른 기준이 충족되면 효율성 코드가 설정됩니다.

대부분의 변환기는 새 제품일 때 약 99%의 효율성으로 시작하고 약 95%로 빠르게 감소합니다. 효율이 몇 퍼센트 이상 떨어지지 않는 한, 컨버터는 배기가스 정화 작업을 훌륭하게 수행할 것입니다. 그러나 효율이 92% 이하로 떨어지면 일반적으로 MIL 램프가 켜집니다.

최신 차량은 더욱 엄격한 저공해 차량(LEV) 요구 사항을 충족해야 합니다. 이제는 여유 공간이 더욱 줄어들었습니다. 변환기 효율이 3%만 떨어지더라도 배출 가스가 연방 제한을 초과할 수 있습니다. LEV 표준은 마일당 0.225g의 탄화수소만 허용합니다.