排気システムの酸素センサーは何をするのですか?

O2 センサーまたはラムダ センサーとしても知られる酸素センサーは、内燃エンジンを搭載した車両の排気システムで重要な役割を果たします。排気ガス中に存在する酸素の量を監視し、この情報をエンジン コントロール ユニット (ECU) またはパワートレイン コントロール モジュール (PCM) に送信する役割を果たします。このデータに基づいて、ECU は空気と燃料の混合物を調整して、最適な燃焼効率、排出ガス制御、エンジン性能を確保します。

酸素センサーの仕組みについて詳しく説明します。

1. 感知要素 :酸素センサーは、イオン伝導体として機能する二酸化ジルコニウム (ZrO2) などのセラミック材料で作られた検知素子で構成されています。この検知素子は、両面がプラチナまたはその他の貴金属の薄い層でコーティングされています。

2. 排気ガスへの曝露 :酸素センサーは排気システム、通常は排気マニホールドまたは排気パイプに配置されており、高温の排気ガスにさらされます。

3. 酸素濃度測定 :酸素センサーの検知素子は、排気ガスと外気の酸素濃度の差に基づいて電圧信号を生成します。排気中の酸素濃度が高い（混合気が薄い）場合、電圧出力は低くなります。逆に、酸素濃度が低いとき（混合気が濃いとき）、電圧出力は高くなります。

4. 信号処理 :O2 センサーによって生成された電圧信号が ECU に送信されます。 ECU はこの信号を解釈し、混合気が希薄 (酸素が多すぎる) か濃い (酸素が不十分) かを判断します。

5. 混合気の調整 ：ECUはO2センサーの信号に基づいて、理論空燃比となるようにエンジンに噴射する燃料の量やエンジンに供給する空気の量を調整します。この混合物は完全燃焼に最適であり、その結果、エンジンの効率的な動作、排出ガスの削減、および燃費の向上が実現します。

6. 閉ループ制御 :酸素センサーは、エンジン管理システム内の他のセンサーおよびアクチュエーターと連携して動作し、閉ループ制御を維持します。 ECU は酸素センサーの信号を継続的に監視し、それに応じて混合気を調整し、さまざまな条件下でエンジンが最適な空燃比で動作するようにします。

要約すると、酸素センサーは、排気ガス中の酸素含有量を測定することにより、内燃エンジンの混合気を調整する上で重要な役割を果たします。エンジン コントロール ユニットにフィードバックを提供し、効率的な燃焼を達成し、排出を最小限に抑え、エンジン性能を最適化するための調整を可能にします。