¿Los sensores de oxígeno generan electricidad?

Apr 16, 2023

¿Alguna vez se preguntó dónde podría ser útil una clase de química o física dentro de la bahía de reparación? El conocimiento de estos estudios podría ayudarlo a comprender un problema desconcertante con un sistema de suministro de combustible.

Si pudiera construir un sensor de oxígeno lo suficientemente grande y la diferencia de oxígeno fuera lo suficientemente grande entre el aire dentro y fuera del sensor, generaría electricidad. Cuanto más grande es el sensor, más energía genera. Es muy parecido al principio básico de una celda de combustible utilizada en el programa del cohete Apolo.

Un sensor de oxígeno está hecho de óxido de circonio (ZrO2), un compuesto químico que se usa para formar la celda de combustible electroquímica impulsada térmicamente del sensor. La energía se genera por la diferencia de oxígeno en el interior con respecto al exterior.

Se colocan dos electrodos de platino (Pt) en el ZrO2 para proporcionar una conexión para el voltaje de salida a un módulo de control. Un voltaje de salida de 0,2 V (200 mV) de CC representa una mezcla pobre en la que hay mucho oxígeno en la corriente de escape. Una lectura de 0,8 V (800 mV) de CC representa una mezcla rica en la que hay poco o nada de oxígeno en la corriente de escape. El punto ideal es 0,45 V (450 mV) CC; aquí es donde las cantidades de aire y combustible están en la relación óptima o estequiométrica.

El controlador usa 450 mV como punto medio en un rango de voltaje para controlar el ajuste de combustible para el ciclo de pulso del inyector. La entrada analógica del sensor al controlador se convierte en un comando digital rico o pobre para controlar un programa de software de ajuste de combustible. A veces denominado "Bloquear aprendizaje", ajusta el tiempo de ciclo del inyector de combustible. El voltaje generado por el sensor debe ser mayor o menor que el voltaje de la zona de amortiguamiento para enviar una señal rica o pobre al controlador.

La zona de amortiguamiento actúa como un amortiguador en una suspensión para evitar que la señal de voltaje oscile. Un sensor de combustible de aire planar es una combinación de un sensor de oxígeno de óxido de circonio estándar y una celda de bomba para mantener una detección constante de una relación de combustible de aire estequiométrica a través de condiciones extremas ricas y pobres. La celda de bomba es un espacio de difusión en el óxido de circonio del sensor que está conectado a un circuito de control.

La celda de bomba controla la concentración de oxígeno del sensor agregando o restando oxígeno al espacio de difusión. La entrada al circuito electrónico modifica la concentración de oxígeno al cambiar la polaridad del flujo de corriente en la celda de la bomba. La polaridad cambiante del flujo de corriente de entrada y ajuste hace que el circuito de control envíe una señal rica o pobre al módulo de control del motor.

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