Os sensores de oxigênio geram eletricidade?

Apr 16, 2023

Você já se perguntou onde uma aula de química ou física poderia ser útil dentro da baia de reparo? O conhecimento desses estudos pode realmente ajudá-lo a entender um problema complexo com um sistema de fornecimento de combustível.

Se você pudesse construir um sensor de oxigênio grande o suficiente e a diferença de oxigênio fosse grande o suficiente entre o ar dentro e fora do sensor, isso geraria eletricidade. Quanto maior o sensor, mais energia gerada. É muito parecido com o princípio básico de uma célula de combustível usada no programa de foguetes Apollo.

Um sensor de oxigênio é feito de óxido de zircônio (ZrO2), um composto químico usado para formar a célula de combustível eletroquímica acionada termicamente do sensor. A energia é gerada pela diferença de oxigênio dentro em comparação com o exterior.

Dois eletrodos de platina (Pt) são colocados no ZrO2 para fornecer uma conexão para tensão de saída a um módulo de controle. Uma tensão de saída de 0,2 V (200 mV) CC representa uma mistura pobre em que há muito oxigênio no fluxo de exaustão. Uma leitura de 0,8 V (800 mV) DC representa uma mistura rica onde há pouco ou nenhum oxigênio no fluxo de exaustão. O ponto ideal é 0,45 V (450 mV) DC – é onde as quantidades de ar e combustível estão na proporção ideal – ou estequiométrica.

O controlador usa 450 mV como ponto médio em uma faixa de tensão para controlar o ajuste de combustível para o ciclo de pulso do injetor. A entrada analógica do sensor para o controlador é convertida em um comando digital rich ou lean para acionar um programa de software de compensação de combustível. Às vezes referido como "Block Learn", ele ajusta o tempo de ciclo do injetor de combustível. A tensão gerada pelo sensor deve ser maior ou menor que a tensão da zona de amortecimento para enviar um sinal rico ou pobre ao controlador.

A zona de amortecimento atua como um amortecedor em uma suspensão para evitar que o sinal de tensão oscile. Um sensor planar de combustível de ar é uma combinação de um sensor de oxigênio de óxido de zircônio padrão e uma célula de bomba para manter uma detecção constante de uma proporção estequiométrica de combustível de ar em condições extremas ricas e pobres. A célula da bomba é uma lacuna de difusão no óxido de zircônio do sensor que está conectado a um circuito de controle.

A célula da bomba controla a concentração de oxigênio do sensor adicionando ou subtraindo oxigênio ao intervalo de difusão. A entrada no circuito eletrônico modifica a concentração de oxigênio alterando a polaridade do fluxo de corrente na célula da bomba. A mudança de polaridade do fluxo de corrente de entrada e compensação faz com que o circuito de controle envie um sinal rico ou pobre para o módulo de controle do motor.

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