Les capteurs d'oxygène génèrent-ils de l'électricité ?

Apr 16, 2023

Vous êtes-vous déjà demandé où un cours de chimie ou de physique pourrait être utile à l'intérieur de la baie de réparation ? Les connaissances issues de ces études pourraient en fait vous aider à comprendre un problème complexe avec un système d'alimentation en carburant.

Si vous pouviez construire un capteur d'oxygène suffisamment grand et que la différence d'oxygène était suffisamment grande entre l'air à l'intérieur et à l'extérieur du capteur, cela générerait de l'électricité. Plus le capteur est grand, plus la puissance générée est importante. Cela ressemble beaucoup au principe de base d'une pile à combustible utilisée dans le programme de fusée Apollo.

Un capteur d'oxygène est constitué d'oxyde de zirconium (ZrO2), un composé chimique utilisé pour former la pile à combustible électrochimique thermique du capteur. L'énergie est générée par la différence d'oxygène à l'intérieur par rapport à l'extérieur.

Deux électrodes de platine (Pt) sont placées sur le ZrO2 pour fournir une connexion pour la tension de sortie vers un module de commande. Une tension de sortie de 0,2 V (200 mV) DC représente un mélange pauvre où il y a beaucoup d'oxygène dans le flux d'échappement. Une lecture de 0,8 V (800 mV) DC représente un mélange riche où il y a peu ou pas d'oxygène dans le flux d'échappement. Le point idéal est de 0,45 V (450 mV) DC - c'est là que les quantités d'air et de carburant sont dans le rapport optimal - ou stœchiométrique.

Le contrôleur utilise 450 mV comme point médian dans une plage de tension pour contrôler la compensation de carburant pour le cycle d'impulsion de l'injecteur. L'entrée analogique du capteur vers le contrôleur est convertie en une commande numérique riche ou pauvre pour piloter un programme logiciel de compensation de carburant. Parfois appelé "Block Learn", il ajuste le temps de cycle de l'injecteur de carburant. La tension générée par le capteur doit être supérieure ou inférieure à la tension de la zone d'amortissement pour envoyer un signal riche ou pauvre au contrôleur.

La zone d'amortissement agit comme un amortisseur sur une suspension pour empêcher le signal de tension d'osciller. Un capteur air-carburant planaire est une combinaison d'un capteur d'oxygène à oxyde de zirconium standard et d'une cellule de pompe pour maintenir une détection constante d'un rapport air-carburant stœchiométrique dans des conditions extrêmement riches et pauvres. La cellule de pompe est un espace de diffusion dans l'oxyde de zirconium du capteur qui est relié à un circuit de commande.

La cellule de pompage contrôle la concentration en oxygène du capteur en ajoutant ou en soustrayant de l'oxygène à l'espace de diffusion. L'entrée dans le circuit électronique modifie la concentration en oxygène en changeant la polarité du flux de courant dans la cellule de pompe. Le changement de polarité du flux de courant d'entrée et de compensation amène le circuit de commande à envoyer un signal riche ou pauvre au module de commande du moteur.

Qui a dit que la réparation automobile n'était pas sorcier ?