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2017年2月 5日 (日)

排気ガス(2)

 ガソリンエンジンの排気ガスは燃焼状態によって大きく変わるため、まず空燃比制御を行う。そして、空燃比制御を行っても発生するHC、CO、NOXを触媒を使って浄化する。

 この触媒は、HCとCOの酸化、及びNOXの還元を同時に浄化するため、三元触媒と呼ばれる。HCとCOの酸化に使う酸素は、還元したNOXの酸素を使うため、空燃比制御が必須となる。

 空燃比制御は、理論空燃比を厳密に保持することが目的となる。そのため、排気ガス中の残留酸素濃度をO2センサを使って測定してリッチかリーンかを判定して、混合気濃度を制御する。また、所望の空燃比になったかどうかは空燃比センサで測定する。O2センサにはジルコニア(ZrO2)素子を使用する。これは、高温状態でジルコニアに両極で接しているガスのO2濃度に差があると起電力が発する性質を利用するものである。空燃比センサにも両側に白金電極を設けたジルコニアを使用する。片側電極に排気ガスを触れさせ、O2濃度に応じて流れるO2イオンの移動(電流)を計測して空燃比を計測する。

 空燃比は、空気質量を燃料質量で割ることからA/FやAFRとも称する。そして、理論空燃比のことをストイキオメトリー(ストイキ)と呼び、ストイキ制御と言ったりもする。

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