Опыт DENSO в производстве керамических кислородных датчиков

Первые системы управления двигателем внутреннего сгорания не имели обратной связи. При этом мотор мог работать как устойчиво и равномерно, так и с перебоями, а то и вообще заглохнуть. Для поддержания необходимого режима работы двигателя требовалось регулировать подачу воздуха и топлива, синхронизировать такт сжатия и момент зажигания.

Устойчивость работы двигателя во многом зависела от предварительных настроек карбюратора, регулировок системы газораспределения и распределителя зажигания. Большинство компонентов были электромеханическими. Неудивительно, что вибрация, перепады влажности и температуры и некоторые другие факторы приводили к износу и рассогласованию работы элементов системы управления двигателем, а также к частым отказам. Все это требовало трудоемкого обслуживания.

Несмотря на внедрение новых технологий и повышение надежности подобных устройств управления, они все равно оказывались чрезмерно дорогими для серийного производства. На разработки компонентов для конкретных моделей автомобилей требовалось много времени, что также не способствовало достижению изначальных целей по созданию рыночного спроса на экономичные двигатели и повышению экологических стандартов.

Бензиновый кризис и рост стоимости нефти в 1970-х заставили многих автопроизводителей начать искать выход из сложившейся ситуации. Он был найден благодаря бурному росту электроники, которая стала постепенно внедряться и в автопроизводство, и в технические методы проектирования. В частности, повсеместно стали внедряться электронные системы управления двигателем, получившие название Engine Management Systems (EMS).

Роль кислородных датчиков в EMS

Кислородные датчики, также называемые лямбда-зондами, — один из главных источников информации для электронного блока управления двигателем. Принцип, на котором основан такой контроль параметров работы двигателя, прост и гениален.

Кислородный датчик — это электронное устройство, которое измеряет разницу концентрации кислорода (O₂) в отработанных газах двигателя и в наружном воздухе. Электронный блок управления двигателем использует сигнал лямбда-зонда для оценки соответствия реальных и расчетных параметров работы двигателя. Слишком большое количество топлива или воздуха, поступающего в камеру сгорания, может стать причиной повышенного расхода топлива или, наоборот, неустойчивой работы двигателя на обедненной смеси. Кислородный датчик гарантирует надежность и точность передачи информации об отклонении состава смеси от заданного. На ее основании электронный блок управления двигателем регулирует количество топлива, впрыскиваемого в двигатель. Для обеспечения эффективной работы датчика он должен располагаться либо внутри, либо рядом с коллектором в выпускном тракте. Такие лямбда-зонды называют регулирующими.

В современных двигателях есть дополнительные кислородные датчики, определяющие эффективность работы каталитических нейтрализаторов. Их называют диагностическими.

DENSO C